KR101070197B1

KR101070197B1 - 공구 시스템의 두 부품 사이의 인터페이스

Info

Publication number: KR101070197B1
Application number: KR1020057024138A
Authority: KR
Inventors: 디에테르 크레쓰; 프리드리히 해베레
Original assignee: 마팔 파브릭 퓌어 프래찌지온스베르크쪼이게 독토르 크레쓰카게
Priority date: 2003-06-16
Filing date: 2004-05-29
Publication date: 2011-10-05
Also published as: WO2004113001A1; DE10326928A1; BRPI0411529A; US7322779B2; EP1646470A1; JP2006527662A; US20060140736A1; JP4624993B2; KR20060033865A; WO2004113001A8; DE10326928B4

Abstract

본 발명은 공구 시스템의 두 부품 사이의 인터페이스에 관한 것으로, 특히 금속 가공 공구(1)에 관한 것이다. 상기 인터페이스는 요홈(31)을 구비하는 홀더(3)와, 홀더(3)의 축 연장선에 배치되고 요홈(31)으로 삽입될 수 있는 돌출부(33)를 구비하는 교체가능한 헤드(5)와, 교체가능한 헤드(5)를 홀더(3)에 고정시키는 클램핑 기구(19)를 포함한다. 본 발명의 인터페이스는 장력 볼트(41)와, 이 볼트를 축 방향으로 변위시키고 금속 가공 공구(1)의 외주 표면(17)을 통하여 작동되는 편심 요소(21)를 구비한다.

인터페이스, 공구, 헤드, 홀더

Description

공구 시스템의 두 부품 사이의 인터페이스{INTERFACE BETWEEN TWO PARTS OF A TOOL SYSTEM}

본 발명은 공구 시스템의 두 부품 사이의 인터페이스에 관한 것으로, 특히 청구범위 제1항의 전제부에 따른 금속 가공 공구에 관한 것이다.

여기서 기술되는 타입의 인터페이스는 공지되어 있다. 이 용어는 공구 시스템의 부품 사이, 예를 들어 공작 기계에 연결가능한 연결 부품과 교체가능한 헤드 사이, 또는 공구 부품과 스페이싱 부품 사이, 또는 스페이싱 부품과 어댑터 사이, 또는 공작 기계에 부착될 수 있는 홀더와 금속 가공 공구의 교체가능한 헤드 사이의 연결부를 의미한다. 인터페이스는 공구 시스템의 제2부품, 예를 들어 돌출부를 구비하는 교체가능한 헤드의 돌출부가 삽입될 수 있는 요홈을 구비하는 홀더로 구성되는 제1부품에 특징이 있다. 여기서 기술되는 홀더와 교체가능한 헤드를 구비하는 금속 가공 공구의 경우, 작업 대상물에 대한 금속-제거 작업을 위해 다른 공구를 이용하는 것이 가능하다. 여기서 기술되는 타입의 공지된 교체가능한 헤드는 홀더에 삽입될 수 있는 짧은 테이퍼로 구성되는 돌출부를 구비한다. 교체가능한 헤드와 홀더는 인터페이스의 영역에서 바람직하게는 환상 표면으로 구성되고 금속 가공 공구의 인터페이스의 중심축에 수직인 평탄한 표면을 가진다. 인터페이스의 이러한 설계는 교체가능한 헤드의 홀더에 대한 매우 정확한 정렬로 구별되며, 인터페이스의 영역에서 큰 강성을 유도한다. 또한, 인터페이스는 2개의 상반되는 나사선(왼쪽/오른쪽 나사선)을 가지는 차동 나사를 통상적으로 포함하는 클램핑 설비를 구비한다. 차동 나사는 하나의 나사선 영역으로 교체가능한 헤드와 맞물리고 다른 나사선 영역으로 홀더와 맞물린다. 차동 나사가 회전할 때, 교체가능한 헤드는 금속-절단 공구의 중심축과 일치하는 그 길이축의 방향으로 이동하고, 홀더의 요홈으로 돌출부가 끌려간다. 돌출부를 짧은 테이퍼로 구성함으로써, 암 테이퍼(female taper)로 구성되는 요홈의 영역에서 홀더의 벽은 홀더와 교체가능한 헤드의 평탄한 표면들이 서로 인접할 때까지 최소의 탄성 팽창을 받는다. 반대 방향으로의 차동 나사의 회전 운동으로 인하여, 교체가능한 헤드가 배출되도록, 교체가능한 헤드의 돌출부는 홀더의 요홈으로부터 밀려난다. 차동 나사는 그 말단부, 예를 들어 육각형-형태의 내부 표면에 적절한 공구가 삽입될 수 있는 작용 표면을 가진다. 그러나, 차동 나사를 작동시키기 위한 전방으로부터의 접근이, 예를 들어 매우 작은 직경의 교체가능한 헤드, 단단한 드릴 비트(bit)로 구성되는 교체가능한 헤드, 날이 회전축을 벗어나서 연장되는 라우터 비트(router bit) 등으로 인하여 실시될 수 없다는 것이 많은 경우에서 교체가능한 헤드의 단점으로 판명되었다. 이 경우에서, 차동 나사로 구성되는 클램핑 나사는 홀더 쪽으로부터 작동되어야 한다. 이를 위해, 홀더는 공작 기계로부터 제거되어야 해서, 긴 정지시간을 초래한다. 이러한 단점은 만약 공작 기계로의 연결체로서 작용하는 홀더가 조립 후 매번 정렬되어야 하는 플랜지로 구성될 경우 더욱 심각하다. 긴 공구 또는 공구 조합으로 인하여, 그 길이 때문에 필요한 토크를 통상적으로 발생시킬 수 없는 차동 나사를 작동시키기 위해, 매우 긴 렌치가 사용되어야 한다. 차동 나사가 매우 가느다란 나사선을 가질 때, 인터페이스를 구성하는 공구 시스템의 부품, 즉 교체가능한 헤드와 홀드가 단단히 연결될 때까지, 시간을 요하는 여러 번의 회전이 요구된다.

따라서, 본 발명의 목적은 용이하게 접근가능하고 신속한 클램핑을 가능하게 하는 인터페이스를 제작하는 것이다.

이 목적을 달성하기 위하여, 청구범위 제1항에 기재된 특징을 가진 인터페이스가 제안된다. 예를 들어 홀더와 교체가능한 헤드를 포함하는 인터페이스는 장력 볼트(tension bolt) 및 이와 협력하는 편심 요소(eccentric element)를 구비하는 클램핑 기구를 포함한다. 바람직하게는, 장력 볼트는 교체가능한 헤드에 위치하고 편심 요소는 홀더에 위치하며, 여기서 장력 볼트는 교체가능한 헤드의 돌출부의 연장선에 배치된다. 편심 요소가 작동될 때, 홀더와 교체가능한 헤드가 서로 조여질 수 있도록, 장력 볼트는 축방향으로, 즉 인터페이스의 중심축을 따라 이동한다. 편심 요소는 인터페이스의 영역에서 연결되는 공구 시스템의 부품들의 외주면을 통해 접근가능하다. 그래서, 하나의 부품의 전방으로부터 또는 전방으로부터 대향하는 부품의 측면으로부터 클램핑 설비를 작동시킬 필요가 더 이상 없다. 닫힌 말단부를 가진 공구를 제작하는 것이 가능하다. 부가적으로, 이러한 타입의 인터페이스를 구비하는 공구를 공작 기계의 전용 브래킷에서 제거하거나 클램핑 설비를 작동시키기 위해 분해할 필요가 더 이상 없다.

인터페이스의 부가적인 태양은 종속항에서 발견될 수 있다.

이하, 본 발명은 도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명된다.

도 1은 홀더와 교체가능한 헤드를 가지는 공구 시스템의 인터페이스에 대한 제1태양을 도시한 조립 상태도이다.

도 2는 도 1에 도시된 공구 시스템의 전방부를 도시한 확대도이다.

도 3은 도 1 및 도 2에서 인터페이스의 클램핑 설비용 장력 볼트를 도시한 측면도이다.

도 4는 클램핑 설비용 편심 요소를 도시한 사시도이다.

도 5는 도 4의 편심 요소를 도시한 횡단면도이다.

도 6은 설치된 상태에서 편심 요소를 도시한 평면도이다.

도 7은 설치되되 조여지지 않은 상태에서 인터페이스를 도시한 부분 종단면도이다.

도 8은 조여진 상태에서 도 7의 인터페이스를 도시한 단면도이다.

도 1은 일 실시예로서 금속 가공 공구(1)로 구성되는 공구 시스템의 인터페이스를 도시한 것이다. 인터페이스는 제1부품으로서 홀더(3)와 제2부품으로서 교체가능한 헤드(5)를 포함한다. 홀더(3)와 교체가능한 헤드(5)가 분리될 수 있음이 원주 방향으로 이어지는 라인(7)으로부터 알 수 있다.

여기에 도시된 태양에서, 홀더(3)는 정렬가능한 플랜지(9)를 구비하며, 이것 에 의해 공구 시스템, 이 경우에는 금속 가공 공구(1)가 공작 기계에 부착될 수 있다. 또한, 플랜지(9)는 테이퍼로 교체될 수 있으며, 이것에 의해 홀더(3)가 공작 기계의 테이퍼 가공된 홀더에 연결될 수 있다.

플랜지(9)는 일련의 홀(26)을 가지고, 그 중심축은 금속 가공 공구(1)의 중심축(27)과 평행하며, 이를 통하여 공작 기계의 장착 요소와 맞물리는 볼트가 통과될 수 있다.

교체가능한 헤드(5)는 원주 방향으로 균등하게 이격되고 교체가능한 헤드(5)의 외주 표면(13)을 벗어나서 연장되는 절단 날(15)을 가지는 적어도 하나의, 여기서는 6개의 커터(11)를 구비한다. 커터(11)는 교체가능한 헤드의 몸체로 납땜되거나 다른 방식, 예를 들어 클램핑 클로(claw)로 고정될 수 있다. 또한, 라우터 비트로 구성할 경우 하나의 부품으로부터 나이프 헤드를 제작하고 몸체 쪽으로 날을 갈아내는 것도 가능하다.

실시예로 도시된 교체가능한 헤드(5)는 리머(reamer)이다. 이것은 또한 라우터 비트 또는 드릴 비트 또는 유사한 것으로도 구성될 수 있다. 따라서, 여기에 도시된 인터페이스에서, 공구 시스템의 부품 중 하나는 금속-제거 공구로서 구비되며, 이것에 의해 칩이 작업 대상물의 표면 또는 작업 대상물의 천공된 홀의 표면으로부터 제거될 수 있다.

이 실시예에서 교체가능한 헤드(5)의 외주 표면(13)은 라인의 영역에서 단차가 형성되지 않도록 홀더(3)의 외주 표면과 이어져 있다. 여기서 교체가능한 헤드(5)는 홀더(3)의 축 연장선에 형성된다.

클램핑 기구(19)는 홀더(3)의 외주 표면(13)에 배치되고, 홀더로부터 떨어져 나가지 않도록 나사(22)로 지지되는 잠금 요소(23)에 의해 고정되는 편심 요소(21)를 구비한다.

여기서 금속 가공 공구(1)로 구성되는 공구 시스템의 전방부는 도 2에서 확대도로 도시된다. 반복을 피하기 위하여 도 1의 설명을 참고하도록 동일한 부품에 대하여 동일한 참조부호가 주어진다.

홀더(3)는 그 말단부(29)로 도입되고, 바람직하게는 짧은 테이퍼로 구성되는 교체가능한 헤드(5)의 돌출부(33)와 맞물리는 요홈(31)을 구비한다. 돌출부(33)에 대한 이러한 설계로 인하여, 요홈(31)의 내부 표면은 구성에 있어서 원뿔과 같은 모양의 암 테이퍼이다. 홀더(3)와 교체가능한 헤드(5)가 함께 조여질 때 자동-잠금 효과가 달성되도록, 돌출부(33)의 수 테이퍼 표면과 요홈(31)의 암 테이퍼 표면은 서로 일치한다.

요홈(31)을 둘러싸는 환상 표면(35)으로 구성되는 평탄한 표면은 홀더(3)의 말단부(29)에 보이고, 금속 가공 공구(1)의 중심축(25)과 수직인 가상 평면에 놓인다. 또한, 교체가능한 헤드(5)는 말단부(29)와 대면하는 그 후방부 쪽으로, 금속 가공 공구(1)의 중심축(25)과 수직인 가상 평면에 또한 위치하는 환상 표면(37)으로 구성되는 평탄한 표면을 구비한다. 인터페이스의 조립 및 조여진 상태에서, 환상 표면들(35, 37)은 단단히 서로 표면 접촉하여, 홀더(3)와 교체가능한 헤드(5) 사이의 정확한 정렬을 유도하고, 이는 돌출부(33)에 의해 더욱 확고해진다. 돌출부(33)는 반경 방향 정렬에 영향을 주고 환상 표면들(35, 37)은 축 방향 정렬에 영향 을 준다.

교체가능한 헤드(5)의 정해진 회전 위치가 홀더(3)에 대하여 기인하도록, 돌출부(33)는 그 외주 표면 안으로 삽입되고, 요홈(31)의 내부에 대응하는 평탄부와 협력하는 적어도 하나의 평탄부(39)를 구비한다. 이것은 돌출부(33)가 특정 회전 위치에서만 요홈(31)으로 삽입될 수 있음을 의미하고, 이와 같이 홀더(3)와 교체가능한 헤드(5) 사이의 정해진 회전 위치를 제공한다.

장력 볼트(41)는 교체가능한 헤드(5)에 장착될 수 있다. 이것은, 예를 들어 나사 결합에 의해 교체가능한 헤드 또는 그 돌출부(33)에 단단히 연결된다. 적극적인 연결 대신 간섭 맞춤을 달성하기 위해서는 수축 맞춤(shrink fit), 접착 또는 납땜 연결도 생각할 수 있다. 돌출부(33)와 장력 볼트(41)를 일체로 구성하는 것도 가능하다.

스터드(stud)(43)는 버섯형 스터드라고도 불리는데, 제 1 클램핑 표면(45)을 가지며, 홀더(3)와 대면하는 장력 볼트의 말단에 구성된다.

조립된 상태의 인터페이스에서, 스터드(43)는 환상 표면(37)으로부터 거리를 두고 이격되어 있어, 클램핑 기구(19)가 스터드(43)와 협력할 수 있도록 하는데, 이는 다음에 더 구체적으로 설명될 것이다. 이에 따라, 클램핑 기구(19)는 장력 볼트(41)의 스터드(43)와 협력할 수 있도록 환상 표면(35)으로부터 거리를 두고 위치한다.

클램핑 기구(19)는 필수적으로 원통형의 외부 표면(47)을 포함하는 편심 요소(21)를 구비한다. 편심 요소(21) 내부의 중공 공간(49)은 이 외부 표면을 통해 접근 가능하다.

예를 들어 알렌 렌치(Allen wrench)에 의해, 편심 요소(21)가 회전할 수 있도록 하는 작동 표면(53)이 있는 요홈(51)은 편심 요소의 상부 말단부(52)에 구성된다. 작동 표면(53)의 형태에 따라, 나사 드라이버 또는 톡스(Torx) 렌치가 사용될 수 있다. 공구에 의해 편심 요소(21)로 토크가 적용될 수 있는 것이 중요하다.

편심 요소(21)는 양쪽으로부터 접근 가능하도록 중심축과 수직으로 홀더(3)의 몸체를 관통하는 홀(55)에 설치된다. 이 목적을 위해, 편심 요소(21)는 여기에 보여지는 말단부(52)와 반대쪽에 위치하는 말단부에 작동 표면을 가지는 요홈을 구비한다. 손상을 방지하기 위해, 편심 요소(21)의 길이는 바람직하게는 홀더(3)의 직경에 맞추어 그 외주 표면보다 위로 돌출되지 않도록 한다.

금속가공 공구(1)가 조립된 상태에서는, 홀(55)로부터 빠져나갈 수 없도록 스터드(43)가 편심 요소(21)의 중공 공간(49)과 맞물린다. 해체된 상태에서, 편심 요소(21)는 홀더(3)의 몸체에서 잠금 요소(23)에 의하여 유지된다. 잠금 요소는 홀더(3)의 외주 표면(17)에서 연장된 요홈(57a)으로 삽입되고 편심 요소(21)의 말단부(52)의 단차 영역(57)과 겹친다.

도 2로부터, 환상 표면(35)은 여기에 도시되지 않은 환상 표면(37)의 홀에 맞추어 일정 간격으로 분포된 몇 개의 개구(59)를 가져서, 냉각재가 개구(59)를 통해 커터(11)까지 운반될 수 있음을 알 수 있다. 여기에 도시된 교체가능한 헤드(5)의 태양에서 각 커터에 하나의 출구 포트(61)가 할당된다. 교체가능한 헤드(5)의 돌출부(33)의 상기 언급된 평탄부(39)는 홀더(3)와 교체가능한 헤드(5) 사이에서 정확한 회전 정렬을 확보하도록 작용하여 냉각재 공급이 유지되게 한다.

도 1 및 2로부터, 여기서는 금속가공 공구(1)로서 구성되는 공구 시스템에서 교체가능한 헤드(5)는 홀더(3)의 축 연장선에 배치됨을 알 수 있다. 여기 설명된 인터페이스 영역에서, 공구 시스템의 두 부품은 축 방향으로 서로 조여져서, 각 부품에 할당된 환상 표면(35, 37)이 서로에 대하여 평탄하게 놓이고, 인터페이스에서 이들 부품의 정확한 정렬과 우수한 강성이 확보된다. 돌출부(33)가 짧은 테이퍼로 고안될 때, 요홈(31)의 영역에서 홀더(3)의 케이싱은 최소한의 탄성 팽창을 받는다.

교체가능한 헤드(5)의 예에서 보듯이, 홀더(3)가 돌출부 및 장력 볼트를 가지도록 고안되어야 할 때, 교체가능한 헤드가 적절한 길이로 고안될 경우, 편심 요소(21)가 헤드에 결합될 수도 있다. 이는 여기에 도시된 타입의 인터페이스의 작동을 위해, 두 부품 중 어느 것에 돌출부에 대한 요홈이 형성되고 어느 요소에 돌출부가 형성되는지가 중요하지 않음을 의미한다.

인터페이스 영역에서, 돌출부(33)가 짧은 테이퍼로 구성되면 공구 시스템 부품의 특히 정확한 정렬이 달성된다. 또한, 이는 구성을 매우 컴팩트하게 만든다.

또한, 환상 표면(35)의 영역에서 그 개구(59)가 보이는 냉각재 도관의 수가 바람직하게는 공구 헤드(5)의 커터(11)의 수에 부합되어 각 날이 최적으로 냉각될 수 있음을 도 2로부터 알 수 있다. 동시에, 양호한 칩 제거도 확보된다. 여기에 도시된 태양에서는, 6개의 커터(11) 및 6개의 개구(59)가 보이며, 이를 통해 냉각재가 6개의 출구 포트로 운반될 수 있다. 이에 따라, 6개보다 많거나 적은 커터가 사 용될 때 그 만큼의 냉각재 도관이 제공된다.

클램핑 기구(19)의 필수 부품이 도 4 및 5를 참고하여 설명된다. 동일한 부품은 동일 참조번호가 주어지며 앞의 도면에 나온 설명을 참고한다.

도 3은 장력 볼트(41)의 측면도를 보여준다. 장력 볼트(41)의 중심축은 여기에 기술한 공구 시스템, 즉 금속가공 공구(1)의 중심축(25)과 일치한다. 장력 볼트(41)의 좌측에는 서로 반대 방향으로 경사진 두 표면, 즉 우측으로 향하는 제1 클램핑 표면(45)과 좌측으로 향하는 이젝터 표면(63)을 가지는 스터드(43)가 보인다. 두 표면은 중심축(25)에 대하여 예각을 갖는데, 이는 45°보다 크다. 두 표면의 각도가 동일할 필요는 없다. 이젝터 표면(63)의 기능은 다음에 더 상세히 설명된다.

우측에는, 원통 영역이 제1 클램핑 표면(45)에 인접하고, 이의 외경은 스터드(43)의 외경보다 작다. 제1 클램핑 표면(45)은 스터드(43)의 최외곽 지점부터 원통 영역(65)까지 이어진다.

스터드(43)에서 보이듯이, 스터드(43)로부터 조금 떨어져서, 원통 영역(65)의 다른 쪽에 외곽으로 돌출한 환상 숄더에 의해 형성되는 스톱 링(67)이 있는데, 이는 불연속일 수도 있다.

오른쪽에 인접하여, 따라서 스터드(43)로부터 멀리 떨어져서, 교체가능한 헤드(5)의 돌출부(33)의 내부 나사선과 협력하고 돌출부(33)에 스터드를 고정시키는 역할을 하는 외부 나사선을 가지는 나사선 영역(68)이 있다.

도 4는 편심 요소(21)를 보여주는 확대 사시도이다. 중공 공간(49) 및 이를 통해 중공 공간(49)에 접근 가능한 외부 표면(47)을 볼 수 있다. 외부 표면(47)으로부터, 원형 홀(69)이 중공 공간(49)에 이르는데, 이의 내경은 스터드(43)의 외경보다 약간 커서 스터드가 외부 표면(47)과 홀(69)을 통해 중공 공간(49)으로 도입될 수 있다. 홀(69)에 인접하여 편심 요소(21)의 외주 방향으로 이어지는 슬롯(71)이 있는데, 편심 요소(21)의 회전축 방향으로 측정한 그 폭은 장력 볼트(41)의 원통 영역(65)의 직경보다 약간 크다.

작동 표면(53)을 가지는 요홈(51)은 편심 요소(21)의 말단부(52)로 도입된다. 단차 영역(57)은 잠금 요소(23)가 맞물리도록 허용하며, 이는 이미 도 2를 참고하여 설명되었다.

스톱(75)은 회전 운동 후에 잠금 요소(23)와 맞부딪치기 때문에 스톱(75, 77)은 회전축(73) 주위에서 편심 요소(21)의 회전 운동을 제한하는 단차 영역(57)에 의해 형성된다. 그 결과 편심 요소(21)가 스톱에서 스톱까지 120°의 각도에 걸쳐서 제한적으로 회전한다. 이는 인터페이스 영역에서 신속한 클램핑을 제공한다.

슬롯(71)을 통해 중공 공간(49)을 보고 여기에서 제2 클램핑 표면(78)을 보는 것이 가능하다. 편심 요소(21)에서 외부 표면(47)과 중공 공간(49) 사이의 벽(79)의 두께는 상부에서 하부로 증가하여 제2 클램핑 표면(78)의 회전축(73)까지의 거리는 상부에서 하부로 감소하는 것을 도 4에서 볼 수 있다.

도 4의 도면은 중공의 내부 표면 상에 추가 영역, 즉 이젝터 표면(81)을 보여준다.

도 5는 편심 요소(21)의 단면을 보여주는데, 여기에서 절단면은 회전축(73)과 수직으로 달리고 슬롯(71)의 영역에 놓인다.

이 단면도는 홀(81)을 통해 접근 가능한 편심 요소(21)의 내부에서 중공 공간(49)을 보여준다. 제2 클램핑 표면(78)을 단면도에서 볼 수 있다. 또한 외부 표면(47)과 중공 공간(49) 사이의 벽(79)이 영역 B보다 영역 A에서 더 얇아서, 영역 A(4번째 사분원) 상부에서 제2 클램핑 표면(78)의 공간이 영역 B(3번째 사분원)에서 제2 클램핑 표면(78)의 공간보다 큰 것을 볼 수 있다.

제1 클램핑 표면과 이젝터 표면(63)을 가지는 스터드(43)의 일 부분 이외에, 장력 볼트(41)의 원통 영역(65)도 도 5에 나타나 있다.

스터드(43)의 제1 클램핑 표면(45)은 편심 요소(21)의 제2 클램핑 표면(78)과 협력하고, 화살표(83)로 표시되는 시계방향으로 편심 요소(21)의 회전 운동으로 인하여 제1 클램핑 표면(45)은 제2 클램핑 표면(78)에 의하여 회전축에 점점 가깝게 안내된다. 결과적으로, 스터드(43)는 회전축을 향해 축방향으로 이동한다. 스터드(43)를 통해 장력 볼트(41) 상에 견인력이 작용하여, 도 1 및 2에 따른 태양에서 금속가공 공구(1)의 교체가능한 헤드는 홀더(3)를 향해 끌려간다.

편심 요소(21)의 반시계 방향 회전 운동으로 인하여, 제2 클램핑 표면(78)은 회전축(73)에 대하여 바깥쪽으로 이동하여, 장력 볼트(41) 상의 견인력이 감소된다. 최종적으로, 편심 요소(21)의 이젝터 표면(81)은 장력 볼트(41)의 이젝터 표면(63)을 압박하고 이를 회전축(73)으로부터 반경 방향으로 바깥쪽으로 밀어내어, 이러한 편심 요소(21)의 작동 위치에서, 장력 볼트(41) 및, 이와 함께 교체가능한 헤드(5)의 돌출부(33)는 홀더(3)의 요홈(31)으로부터 밀려난다. 이는 돌출부(33)와 요홈(31)의 벽 사이의 연결 영역에서 자동-잠금 작용을 취소시켜서, 교체가능한 헤 드가 어려움 없이 홀더(3)로부터 제거될 수 있다.

도 6은 홀더(3)의 영역 및 장착된 클램핑 기구(19)를 보여주는 수직 평면도이다. 편심 요소(21)가 홀(55)로 삽입된 것을 명확히 볼 수 있다. 요홈(51)은 작동 표면(53)과 함께 말단부(52)로 도입되는 것을 볼 수 있다. 그 위에 잠금 요소(23)가 놓인 단차 영역(57)도 볼 수 있다. 편심 요소(21)의 회전 운동은 두 개의 스톱(75, 77)에 의해 제한된다.

잠금 요소(23)가 홀더(3)의 몸체에서 나사(22)에 의해 잠긴 것도 볼 수 있다.

도 6의 측면도는 클램핑 기구(19)가 홀더(3)의 외주 표면(17)을 통해 접근 가능한 것을 명백히 보여준다.

도 7은 공구 시스템의 두 부품의 인터페이스를 보여주는 부분 종단면도이다. 금속가공 공구(1)로 구성되는 공구 시스템의 전방부가 제1 부품인 홀더(3) 및 제2 부품인 교체가능한 헤드(5)와 함께 여기에 보인다. 이전의 도면을 참고하여 설명된 부품들은 상기 주어진 것과 동일한 참조번호를 갖는다. 이들은 여기에서 더 상세히 설명되지 않는다.

도 7에서, 편심 요소(21)는 다시 그 단면으로 도시되며, 이에 관해서는 도 5의 설명을 참고한다. 도 7과 관련하여, 장력 볼트(41)의 스터드(43)가 홀(69)을 통해 편심 요소(21)의 중공 공간(49)으로 돌출되고 스터드(43)의 이젝터 표면(63)이 중공 공간(49)의 이젝터 표면(81)에 접촉할 때, 교체가능한 헤드(5)는 단순히 홀더(3)로 삽입된다.

도 7은 중앙 냉각재 및 윤활재 라인의 일부인 드릴 홀(87)이 그의 중심축(27)에 맞추어 홀더(3)의 몸체로 도입되는 것을 보여준다. 드릴 홀(87)과 교차하는 홀 섹션(89a, 89b)은 드릴 홀(87)과 반경 방향으로 이어진다. 통로(91)는 홀 섹션(89a, 89b)으로부터 환상 표면(37)까지 이르며, 거기에 제공되는 앞서 설명한 개구(59)는 교체가능한 헤드(5)의 환상 표면(37)에서의 개구(93)와 정렬된다. 이 개구(93)로 유입되는 냉각재 및 윤활재는 출구 포트(61)로 나가는데, 여기에서 하나의 출구 포트(61)가 교체가능한 헤드(5)의 각 커터(11)에 할당된다.

통로(91)의 갯수는 각 커터에 냉각재/윤활재의 흐름을 공급하도록 커터(11)의 갯수에 맞춰진다.

도 8은 공구 시스템의 두 부품, 즉 금속가공 공구(1)의 홀더(3) 및 교체가능한 헤드(5)를 조여진 위치에서 보여준다. 동일한 부품에는 동일한 참조번호가 주어지며, 상기의 설명을 참고한다.

도 7에 따른 도면과 비교하여 유일한 차이는 편심 요소(21)가 시계방향으로 회전하여, 스터드(43)의 제1 클램핑 표면(45)이 편심 요소(21)의 제2 클램핑 표면(78)과 협력함으로써, 장력 볼트(41) 및 이와 함께 교체가능한 헤드(5)가 축방향으로 홀더(3)까지 당겨진다는 것이다. 결과적으로, 홀더(3)와 교체가능한 헤드(5)의 환상 표면(35, 37)은 큰 힘으로 서로 부딪쳐서 인터페이스의 전이 영역에서 긴밀한 연결이 만들어지고, 냉각재/윤활재가 드릴 홀(87), 홀 섹션(89a, 89b) 및 통로(91)를 통해 출구 포트(61)까지 이동하는데, 이는 도 8에 화살표로 표시된다.

홀더(3)의 환상 표면(35)의 개구(59)가 교체가능한 헤드(5)의 환상 표면에 있는 개구(93)와 정렬되는 것을 확보하기 위해, 요홈(31)과 홀더(3)에서의 대응하는 평탄부와 협력하는 적어도 하나의 평탄부(39)가 돌출부(33) 상에 제공되고 교체가능한 헤드(5)에 대한 홀더(3)의 한정된 회전 정렬을 확보한다.

도 7 및 8에 따른 도면으로부터, 스터드(43)가 홀더(3)로 침투하는 깊이가 적절한 클램핑 표면 및 편심 요소(21)의 위치와 정확히 맞춰져야 하는 것이 명백하다. 교체가능한 헤드(5)의 돌출부(33)에서 장력 볼트(41)의 정확한 위치는 장력 볼트(41)의 스톱(67)에 의하여 확보된다.

또한, 도 7 및 8로부터, 인터페이스가 조여질 때 요홈(31)을 둘러싸는 홀더(3)의 벽은 교체가능한 헤드(5)의 원뿔대-모양의 돌출부(33)가 침투함에 따라 약간 팽창되는 것이 명백하다. 금속가공 공구(1)의 중심축에 대한 요홈(31) 및 돌출부(33)의 벽의 각도는, 이미 언급한 대로, 자동-잠금 작용이 여기에서 일어나도록 선택된다. 두 개의 클램핑 표면(45, 78) 사이의 각도 역시 이에 따라 여기에서의 자동-잠금 작용을 확보하고 편심 요소(21)의 의도하지 않은 회전 및 클램핑력의 감소 또는 취소를 방지하도록 선택된다.

도 7 및 8은 또한 인터페이스가 구조적으로 극히 컴팩트하고 작은 외부 직경을 갖는 공구 시스템에 사용될 수 있음을 보여주는데, 여기에서 돌출부(33)는 원뿔대가 아닌 원통형 또는 유사한 형태로 사용될 수 있다.

또한, 클램핑 기구(19)는 구조가 극히 단순하고 따라서 오작동 경향이 없음을 보여준다.

본 발명은 공구 시스템, 특히 금속 가공 공구에서, 용이하게 접근가능하고 신속한 클램핑을 가능하게 하는 인터페이스를 제공한다.

Claims

요홈(31)을 가지는 홀더(3)와, 요홈(31)으로 삽입될 수 있는 돌출부(33)를 포함하고 홀더(3)의 축 연장선에 배치되는 교체 가능한 헤드(5)와, 교체 가능한 헤드(5)를 홀더(3)에 고정시키는 클램핑 기구(19)를 구비하는 금속 가공 공구(1)의 두 부품 사이의 인터페이스에 있어서, 클램핑 기구(19)는 장력 볼트(41)와 이 볼트를 축 방향으로 변위시키는 편심 요소(21)를 구비하고, 편심 요소(21)는 금속 가공 공구(1)의 외주 표면(17)을 통하여 작동될 수 있으며, 장력 볼트(41)는 편심 요소(21)에 도입될 수 있는 제1 클램핑 표면(45)을 갖는 스터드(43)를 포함하고, 편심 요소(21)는 편심 요소(21)의 회전축(73)에 대한 간격이 변하는 제2 클램핑 표면(78)을 가지며, 장력 볼트(41)의 제1 클램핑 표면(45)이 볼록하게 형성되고 편심 요소(21)의 제2 클램핑 표면(78)이 오목하게 형성되고,

편심 요소(21)는 두 개의 스톱(75, 77)을 갖는 단차 영역(57)이 형성된 말단부(52)를 갖고, 홀더(3)는 잠금 요소(23)가 편심 요소(21)의 말단부(52)에 있는 단차 영역(57)과 겹치는 방식으로 삽입되는 요홈(57a)을 갖는 외주 표면(17)을 포함하는 것을 특징으로 하는 인터페이스.
삭제
제1항에 있어서, 장력 볼트(41)가 금속 가공 공구(1)의 중심축(27) 방향으로 향하는 중심축을 갖는 인터페이스.
제1항 또는 제3항에 있어서, 제1 클램핑 표면(45)이 장력 볼트(41)의 중심축(27)에 대한 예각을 갖는 인터페이스.
제1항 또는 제3항에 있어서, 장력 볼트(41)가 공구 헤드(5)의 돌출부(33)에 연결되거나 일체로 형성되는 인터페이스.
제1항 또는 제3항에 있어서, 장력 볼트(41)가 스톱 링(67)을 구비하는 인터페이스.
삭제
제1항 또는 제3항에 있어서, 스터드(43)와 편심 요소(21)가 이젝터 표면(63, 81)을 갖는 인터페이스.
제1항 또는 제3항에 있어서, 편심 요소(21)의 회전축(73)이 금속 가공 공구(1)의 중심축(27)에 수직인 인터페이스.
제1항 또는 제3항에 있어서, 편심 요소(21)가 제2 클램핑 표면(78)을 형성하는 표면이 있는 쪽으로부터 접근가능한 중공 공간(49)을 가지고 회전축(73)에 대한 예각을 갖는 인터페이스.
제1항 또는 제3항에 있어서, 편심 요소(21)의 이젝터 표면(81)이 중공(49)을 둘러싸는 내부 표면의 일 부분인 인터페이스.
제1항 또는 제3항에 있어서, 편심 요소(21)가 그 회전 운동을 제한하는 스톱(75, 77)을 구비하는 인터페이스.
제1항 또는 제3항에 있어서, 편심 요소(21)가 적어도 하나의 말단부(52)에 작동 표면(53)을 갖는 인터페이스.