KR101235409B1 - 클램핑 바디 - Google Patents

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KR101235409B1
KR101235409B1 KR1020077016025A KR20077016025A KR101235409B1 KR 101235409 B1 KR101235409 B1 KR 101235409B1 KR 1020077016025 A KR1020077016025 A KR 1020077016025A KR 20077016025 A KR20077016025 A KR 20077016025A KR 101235409 B1 KR101235409 B1 KR 101235409B1
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프리더 알트만
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섀플러 홀딩 게엠베하 운트 코. 카게
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Abstract

여러 개의 프로파일 섹션들로 만들어진 프로파일을 가지며, 이때 클램핑 바디는 적어도 내부 클램핑 커브, 외부 클램핑 커브, 제 1 측면 커브 및 제 2 측면 커브의 프로파일 섹션들을 구비하는, 클램핑 바디 프리휠을 위한 클램핑 바디 (3) 는, 상기 외부 및 내부 클램핑 커브들 (7, 8) 이 각각 로그 나선 (11) 의 부분 섹션을 형성하는 것을 그 특징으로 한다.
클램핑

Description

클램핑 바디 {CLAMPING BODY}
본 발명은 클램핑 바디 프리휠 (freewheel) 을 위한 클램핑 바디에 관한 것이다.
클램핑 바디 프리휠은 예컨대 자동 변속기에서 또는 컨베이어 벨트에서 일방향 클러치 (one-way clutch) 로서 이용된다. 클램핑 바디 프리휠은 비틀림 하중을 단지 일방향으로, 즉 소위 차단 방향으로 전달한다. 다른 방향, 즉 공회전 방향으로 클램핑 바디 프리휠은 자유롭게 움직인다. 이러한 효과를 달성하기 위해 클램핑 바디 프리휠은 내부 작동링과 외부 작동링 및 클램핑 바디들로 구성되며, 상기 작동링들은 서로 동심이고, 그리고 이로써 그것들의 간격에 의해 틈새 크기 (H) 를 정의하며, 상기 클램핑 바디들은 상기 작동링들 사이에 기울어질 수 있게 배치된다.
클램핑 바디들은 그 클램핑 면들에 볼록한 클램핑면을 구비한다. 상기 클램핑 바디들은, 기울기 각도가 반경방향에서 클램핑 바디 높이의 변화를 야기하는 식으로 형성된다. 기어넣기 과정의 도입을 위해, 클램핑 바디들은 예컨대 작동링들에 의해 미리 정해지는 클램핑 트랙들에 스프링에 의해 눌려진다. 경사 운동 (tilting movement) 의 방향은 양 작동링들의 상대운동에 서로 좌우된다. 즉, 일방향에서의 상대운동은 반경방향 클램핑 바디 높이 및 이로써 마찰을 감소시키는 경사 운동을 야기하며 (공회전 방향), 그리고 다른 방향에서의 상대운동은 반경방향 클램핑 바디 높이를 높이는 경사 운동을 야기하고, 이로써 압력 끼워맞춤을 이루며, 토크를 전달할 수 있다.
적합하게 선택된 질량중심에서, 공회전 방향에서의 특정한 상대적인 각속도에서, 클램핑 바디에 작용하는 원심력은, 비대칭적인 기하학에 의한 관성 모멘트들로 인해, 클램핑 바디를 축 둘레로 선회하도록 야기하여 클램핑 몸체들과 외부 작동링 사이에 중간 공간이 생기는 크기로 커진다. 이로써, 마모 없는 공회전 작동이 안전하게 된다. 이런 유형의 클램핑 바디 프리휠은 예컨대 미국특허공개 제 2,824,635 호에 공개되어 있다.
이때, 이용 프로파일에 따라 클램핑 바디에는 상이한 요구들이 있게 된다. 적은 질량 관성 모멘트를 구비하며, 그리고 동시에 높은 강성 (stiffness) 을 갖기 위해, 클램핑 바디들은 적은 질량을 구비해야 한다. 동시에 낮은 응력 수준에서 샤프트 및 보어의 가능한 한 큰 허용오차를 커버할 수 있기 위해서는, 긴 클램핑 윤곽이 바람직하다. 이 이외에, 클램핑 바디들은 높은 뒤집힘 하중 및 케이지 (cage) 에서의 큰 운동 자유를 가져야 한다.
강성을 높이기 위해, 예컨대 독일특허 제 1 450 158 호에서는, 외부 작동링 또는 내부 작동링에 지지되며 투영상으로 서로 뻗어 있는 클램핑 몸체의 커브 피스들이 측면 교환된 방식으로 이어지는 로그 (logarithmic) 커브 피스를 갖는 원호 피스로부터 생기도록 클램핑 바디를 구성하는 것이 제안된다. 이때, 원호 피스 들은 전체 커브 피스들의 3/10 내지 5/10 를 이룬다. 원호 피스들은 제 1 부분에서는 자유 작동 상태에 쓰이며, 나머지 부분 및 로그 커브 피스들은 차단을 야기한다. 이때, 로그 커브 피스는, 접촉점에서의 법선들과 반경벡터 사이의 각도가 전체 로그 커브 피스에 걸쳐 일정하여 클램핑 바디가 굴러갈 때 클램핑 각도가 변함없도록 구성된다. 이로써, 작동링의 둥글지 않음으로 인해 클램핑 바디들의 경사 운동은 클램핑 각도에 영향을 적게 끼친다.
하지만, 독일특허 제 1 450 158 호에 소개된 클램핑 바디는 높은 질량을 구비한다. 이 이외에, 자유 작동 영역을 위해 원호 몫이 필요하며, 이 영역에서 클램핑 각도가 변한다. 또한, 상기 클램핑 바디는 내부 작동링과 외부 작동링의 특정 쌍을 위해 구상된 것이다. 다른 적용에서 틈새 크기 (H) 가 다르면, 클램핑 바디의 특별한 기하학적 형태로 인해 클램핑 바디를 간단히 스케일링하는 것으로 충분하지 않은데, 왜냐하면 강성은 그 위치, 즉 반경방향에서의 그 정렬에 좌우되기 때문이다.
그러므로, 본 발명의 목적은, 적은 질량을 구비하고, 동시에 높고 변함없는 강성을 가지며, 또한 간단한 스케일링 (scaling) 에 의해 간단히 여러 가지 작동링 쌍에 맞춰질 수 있는 클램핑 바디를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 클램핑 바디의 전체 외부 클램핑 커브와 내부 클램핑 커브가 각각, 동일한 로그 나선 (logarithmic spiral) 의 부분 섹션 (partial section) 을 형성함으로써 청구범위 제 1 항의 특징에 의해 달성된다.
클램핑 바디 프로파일은 외부 클램핑 커브와 내부 클램핑 커브 및 측면 커브들로 구성된다. 상기 클램핑 커브들은 로그 나선으로부터 발생하며, 상기 측면 커브들은 접선방향 과도 지점들과 함께 상기 클램핑 커브들에 이어진다. 전체 외부 클램핑 커브와 내부 클램핑 커브가 로그 나선 상에 놓여 있음으로써, 클램핑 각도 (
Figure 112007051082940-pct00001
) 는 일정하다. 상기 클램핑 각도는 하중에 좌우되지 않으며, 틈새 크기 (H) 의 변화에서도 변함이 없다. 이로써 본 발명에 따른 클램핑 바디는 원통형 작동링의 둥글지 않음만을 보상하는 것이 아니며, 이는 수명을 높인다. 상기 클램핑 바디는 또한 두 번째로는 편심 샤프트에 특히 바람직하게 적합한데, 왜냐하면 그러면 부하 분배가 클램핑 바디 프리휠에서 둘레방향으로 일정하기 때문이다. 결국, 상기 클램핑 바디는 그 위상 기하학 (topology) 으로 인해 스케일링 가능하며, 즉 여러 가지 틈새 크기들을 필요로 하는 적용들에서, 단지 유사 사상 (寫像) 만에 인해 알맞은 크기로 뻗어질 필요가 있다. 그 형태의 변화가 필요하지 않다.
본 발명에 따른 클램핑 바디의 클램핑 커브들이 동일한 로그 나선 상에 놓여 있다는 것은, 로그 나선에 기초가 되는 방정식의 파라미터인,
Figure 112007051082940-pct00002
이 외부 클램핑 커브 및 내부 클램핑 커브를 위해 동일한 것을 의미하며, 상기 식에서 2 개의 평행하는 평면들 사이에서 측정되어
Figure 112007051082940-pct00003
는 클램핑 바디의 클램핑 각도를 표시하며 cot 는 코탄젠트 함수를 뜻한다. 이때, r 0 에게는 장소 (
Figure 112007051082940-pct00004
= 0) 에서의 위치 벡터 (position vector) 가 적용된다:
Figure 112007051082940-pct00005
.
일반적으로, 내부 클램핑 커브 상에서의 헤르츠 압력은 보다 불리한 만곡 비율들로 인해 외부 클램핑 커브 상에서보다 크다. 클램핑 바디 프리휠의 수명은 주로 클램핑 바디의 내부 클램핑 커브 상에서의 피팅 (pitting) 형성에 좌우되기 때문에, 수명은 일반적으로 이 효과에 의해 제한된다. 본 발명에 따른 클램핑 바디들에서, 내부 클램핑 커브 상에서의 헤르츠 압력은 외부 클램핑 커브 상에서와 크기가 같다. 이로 인해, 수명이 길어진다.
특히 바람직한 방식에서, 로그 나선 상에서 포괄된 각도들은 크기가 대략 동일하며, 57˚∼59˚에 달한다. 이때 특히 주의할 것은, 로그 나선의 윤곽이 측면 단부들에서도 지켜지고, 이미 너무 이른 라운딩이 측면 커브들의 방향으로 행해지지 않는 것인데, 왜냐하면 그러면 클램핑 바디의 기능이 손상되기 때문이다. 그러므로, 가공 부정확이 이용의 원치 않는 제한을 야기하지 않도록, 포괄된 각도의 범위를 필요한 것보다 약간 더 크게 선택하는 것이 제조 이유들로 인해 의미가 있다. 이때, 각각의 방향으로 3 도까지 만큼 로그 나선 상에서의 내부 클램핑 커브 및 외부 클램핑 커브의 연장이 이 문제를 피하는 것으로 밝혀졌으며, 즉 포괄된 각도는 각각 60˚∼63˚에 달한다.
제 2 측면 커브는 접선방향 과도 지점을 갖는 2 개의 원호 (arc) 로 구성되며, 제 1 측면 커브는 하나의 원호 및 접선방향 과도 지점을 갖는 직선 부분 피스로 구성되고, 따라서 클램핑 바디는 회전속도를 올린다. 이를 위해, 클램핑 바디의 중점은 항상 가까이 있으며, 하지만 내부 작동링 및 외부 작동링을 갖는 클램핑 바디의 접촉점들에 의해 정의되는 연결 직선상에 있지 않다.
제 1 측면 커브의 직선 부분 피스는 여러 개의 과제를 수행한다. 한편으론, 특히 바람직한 방식에서, 클램핑 바디의 좁은 위치의 영역에서의 직선상에는 스프링, 예컨대 스트립 스프링 (strip spring) 장치의 스프링 돌기가 인접할 수 있다. 그러면 예컨대 케이지 안에 배치된 클램핑 바디는 일종의 회전속도 경계를 초과할 때 상기 직선 부분 피스와 함께 납작하게 그것의 케이지에 인접한다. 이로 인해, 올라가는 회전속도에 의해 점점 커지는 원심력은 케이지를 통해 외부링 상으로 소산될 수 있으며, 스프링은 과부하로부터 보호된다. 게다가, 상기 직선 부분 피스는 제 1 측면 커브와 연결하여 조립을 간단하게 하는데, 왜냐하면, 쉬운 측면 인식을 보장하고, 그리고 이로써 잘못된 조립 위치를 피하기 위해 측면 커브들을 가능한 한 상이하게 형성하는 것이 클램핑 바디 프리휠의 기계적인 필링 (filling) 시 유리하기 때문이다.
클램핑 바디를 나타내는 모든 크기들은, 내부 작동링과 외부 작동링 사이에서 적용에 의해 미리 정해진 틈새 크기 (H) 의 분수 배수로서 매개화될 수 있다. 이로써, 상기 유형으로 형성된 클램핑 바디는 임의의 크기로 스케일링될 수 있으며, 그리고 이로써 내부 작동링과 외부 작동링의 갖가지의 간격들을 위해 이용될 수 있다. 종래기술에서의 클램핑 바디에서는 그렇지 않은데, 왜냐하면 간격 확대에서 만곡 비율들도 프리휠에서 변화되고, 간단히 뻗어진 클램핑 바디는 그러면 달리 하중을 받기 때문이다. 이에 반해, 본 발명에 다른 클램핑 바디에서는 강성이 거의 일정하다. 비용이 많이 드는 적합한 클램핑 바디 윤곽의 새로운 개발이 누락된다.
청구범위 제 6 항에 따른 본 발명에 따른 클램핑 바디는 질량 최적화되며, 이 이외에 상기 클램핑 바디의 가장 적은 직경의 범위에서 적은 노치 응력 (notch stress) 들을 구비한다. 로그 나선의 외부 윤곽과 연결하여 특별한 질량 분배로 인해, 최적화된 클램핑 바디를 갖는 클램핑 바디 프리휠의 비틀림각 특성곡선은 뒤집힘 (tip over) 까지 선형으로 뻗어 있다. 이로 인해, 클램핑 바디 프리휠의 뒤집힘 하중은 가장 작은 틈새에서 현저히 높아진다. 이와 같이 높은 뒤집힘 부하가 동시에 낮은 노치 응력들에서 필요하지 않으면, 동일한 감당능력에서 클램핑 바디 프리휠에 보다 소량의 클램핑 바디를 마련하는 것이 가능하며, 이는 무게 절약 및 비용 절약을 그 결과로 갖는다.
본 발명을 상세히 설명하기 위해, 본 발명의 실시예들이 간략하게 도시되어 있는 도면이 참조된다.
도 1 은 종래기술에 따른 클램핑 바디 프리휠의 측면도로부터의 섹션,
도 2 는 본 발명에 따른 클램핑 바디의 횡단면,
도 3 은 세분된 구조 표시를 갖는 도 2 로부터의 본 발명에 따른 클램핑 바 디의 횡단면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 내부 트랙 2 : 외부 트랙
3 : 클램핑 바디 4 : 클램핑 바디 프리휠
5 : 프로파일 6 : 프로파일 섹션
7 : 내부 클램핑 커브 8 : 외부 클램핑 커브
9 : 제 1 측면 커브 10 : 제 2 측면 커브
11 : 로그 나선 12 : 직선 부분 피스
13 : 지지 직선 14 : 제 1 원형 세그먼트
15 : 제 2 원형 세그먼트 16 : 제 1 연결 원형 섹션
17 : 제 2 연결 원형 섹션 18 : 제 3 연결 원형 섹션
19 : 제 4 연결 원형 섹션 20 : 각거리
21 : 부분원 23 : 스프링 요소
H : 틈새 크기 b : 최소폭
도 1 에 도시된 바와 같이, 내부 트랙은 도면 부호 1 로 표시되며 외부 트랙은 도면 부호 2 로 표시되고, 이들 사이에 배치된 스프링 요소는 도면 부호 23 으로 표시되며, 상기 내부 트랙 (1) 과 상기 외부 트랙 (2) 사이에는 클램핑 바디 (3) 들이 배치된다. 이것들은 다 함께 클램핑 바디 프리휠 (4) 의 본질적인 기능 유닛을 형성한다. 도 2 및 도 3 은 본 발명에 따른 클램핑 바디 (3) 의 프 로파일 (profile) (5) 의 횡단면을 도시하고 있으며, 상기 프로파일의 프로파일 섹션 (6) 들은 내부 클램핑 커브 (7), 외부 클램핑 커브 (8), 제 1 측면 커브 (9), 제 2 측면 커브 (10) 및 연결 원형 섹션 (16, 17, 18, 19) 에 의해 형성된다. 내부 클램핑 커브 (7) 와 외부 클램핑 커브 (8) 는 로그 나선 (11) 의 윤곽을 갖는다. 제 1 측면 커브 (9) 의 윤곽은, 이어지며 안쪽으로 활처럼 둥근 부분원 (21) 을 갖는 지지 직선 (13) 상에서의 직선 부분 피스 (12) 에 의해 나타내지며, 제 2 측면 커브 (10) 는 서로 이어지며 반대로 활처럼 둥근 2 개의 원형 세그먼트 (15, 16) 로 구성된다. 내부 클램핑 커브 (7) 및 외부 클램핑 커브 (8) 는 제 1 측면 커브 (9) 및 제 2 측면 커브 (10) 와 연결 원형 섹션들 (16, 17, 18, 19) 에 의해 연결된다. 이때, 연결 원형 섹션들 (16, 17, 18, 19) 의 정확한 형성은 그 의미가 별로 중요하지 않다. 상기 연결 원형 섹션들은, 상기 연결 원형 섹션들이 상기 클램핑 커브들과 상기 측면 커브들을 접선방향으로 연결하는 한 (이때, 상기 연결 원형 섹션들은 모서리를 구비해서는 안 된다), 달리 형성될 수도 있다.
바람직한 형태에서, 연결 원형 섹션들 (16, 17, 18, 19) 은 접선방향으로 클램핑 커브 (7, 8) 및 측면 커브 (9, 10) 로 넘어간다. 최적의 강성을 위해 반경벡터 (radius vector) 는 내부 클램핑 커브 (7) 및 외부 클램핑 커브 (8) 의 경우에 58°의 각도를 포괄한다. 내부 트랙 (1) 의 보다 불리한 만곡 비율들로 인해, 제 2 측면 커브 (10) 를 포괄하는 클램핑 바디 (3) 의 외부 클램핑 커브 (8) 와 내부 클램핑 커브 (7) 사이의 각거리 (angular distance) (20) 는 110 내지 118 도에 달한다. 동시에 높은 강성에서 클램핑 바디 (3) 의 최적의 무게감소는, 상기 클램핑 바디가 허리 부분이 들어가게 형성되고 상기 클램핑 바디의 최소폭 (b) 이 틈새 크기 (H) 의 대략 31 % 이면 달성된다.
클램핑 바디 (3) 의 특성들은 그것의 정확한 프로파일에 크게 좌우된다. 도 3 은 여러 개의 프로파일 섹션 (6) 들을 갖는 특히 바람직한 클램핑 바디 (3) 를 도시하고 있다. 하기의 각도 표시들은 로그 나선 (11) 의 파라미터 (
Figure 112007051082940-pct00006
) 에 관한 것이며, 수학적으로 네가티브 방향에서 이해되어야 한다 (시계 바늘이 가는 방향). 가로 좌표는
Figure 112007051082940-pct00007
= 0˚에서의 반경벡터에 의해 형성되며, 세로 좌표는
Figure 112007051082940-pct00008
= 90°에서의 반경벡터에 의해 형성된다. 클램핑 바디 (3) 는, 상기 언급된 공식들에 의해, 주어진 틈새 크기 (H) 및 로그 나선 (11) 의 매개화 (parametrization) 에서 하기의 특성들에 의해 정해진다.
- 각각의 프로파일 섹션 (6) 은 접선방향으로 다음번 프로파일 섹션 (6) 으로 넘어간다.
- 로그 나선 (11) 은 파라미터
Figure 112007051082940-pct00009
과
Figure 112007051082940-pct00010
에 의해 정의되며, 상기 식들에서 2 개의 평행하는 평면들 사이에서 측정되어 r 은 반경을 표시하고
Figure 112007051082940-pct00011
는 클 램핑 바디의 클램핑 각도를 표시한다.
- 가로 좌표는
Figure 112007051082940-pct00012
= 0°에서의 반경벡터에 의해 형성되며, 세로 좌표는
Figure 112007051082940-pct00013
0 = 90°에서의 반경벡터에 의해 형성된다.
- 외부 클램핑 커브 (8) 는
Figure 112007051082940-pct00014
1 = 82˚에서부터
Figure 112007051082940-pct00015
2 = 133˚까지 연장된다.
- 내부 클램핑 커브 (7) 는
Figure 112007051082940-pct00016
3 = 261˚에서부터
Figure 112007051082940-pct00017
4 = 320˚까지 연장된다.
- 제 2 측면 커브 (10) 의 제 1 원형 세그먼트 (14) 는, 좌표들 (-0.3H ; +0.5H) 및 반경 (r 1= 0.7H) 과 함께 중점 (m1) 을 갖는 원 상에 놓여 있다.
- 부분원 (21) 은, 좌표들 (-0.4H ; +0.2H) 및 반경 (r 2 = 0.3H) 과 함께 중점 (m2) 를 갖는 원 상에 놓여 있다.
- 제 2 측면 커브 (10) 의 제 2 원형 세그먼트 (15) 는, 외부 클램핑 커브와 내부 클램핑 커브 사이에서 그 중점 (m3) 이 0.9H 만큼 부분원 (21) 의 중점으로부터 떨어져 있고 0.3H 만큼 세로 좌표로부터 떨어져 있는 원 상에 놓여 있다. 그 반경은 r 3 = 0.3H 에 달한다.
- 제 1 측면 커브 (10) 의 직선 부분 피스 (12) 는, β = 180˚+ 42˚의 각도하에서 세로 좌표를 갖는 부분원 (21) 의 교점 (intersection point) 으로부터 내부 클램핑 커브 (7) 의 방향으로 연장된다.
- 부분원 (21) 을 외부 클램핑 커브 (8) 와 연결하는 연결 원형 섹션 (16) 은 r 4 < 0.1H 의 반경을 갖는다.
- 외부 클램핑 커브 (8) 를 제 1 원형 세그먼트 (14) 와 연결하는 연결 원형 섹션 (17) 은 r 5 < 0.1H 의 반경을 갖는다.
- 제 2 원형 세그먼트 (15) 를 내부 클램핑 커브 (7) 와 연결하는 연결 원형 섹션 (18) 은 r 6 < 0.1H 의 반경을 갖는다.
- 내부 클램핑 커브 (7) 를 직선 부분 피스 (12) 와 연결하는 연결 원형 섹션 (19) 은 r 7 < 0.1H 의 반경을 갖는다.
하기의 형성의 클램핑 바디는 특히 바람직한 것으로 밝혀졌다.
- 각각의 프로파일 섹션 (6) 은 접선방향으로 다음번 프로파일 섹션 (6) 으로 넘어간다.
- 로그 나선 (11) 은 파라미터
Figure 112007051082940-pct00018
과
Figure 112007051082940-pct00019
에 의해 정의되며, 상기 식들에서 2 개의 평행하는 평면들 사이에서 측정되어 r 은 반경을 표시하고
Figure 112007051082940-pct00020
는 클램핑 바디의 클램핑 각도를 표시한다.
- 가로 좌표는
Figure 112007051082940-pct00021
= 0°에서의 반경벡터에 의해 형성되며, 세로 좌표는
Figure 112007051082940-pct00022
0 = 90°에서의 반경벡터에 의해 형성된다.
- 외부 클램핑 커브 (8) 는
Figure 112007051082940-pct00023
1 = 80˚에서부터
Figure 112007051082940-pct00024
2 = 141˚까지 연장된다.
- 내부 클램핑 커브 (7) 는
Figure 112007051082940-pct00025
3 = 259˚에서부터
Figure 112007051082940-pct00026
4 = 320˚까지 연장된다.
- 제 2 측면 커브 (10) 의 제 1 원형 세그먼트 (14) 는, 좌표들 (-0.286H ; +0.508H) 및 반경 (r 1 = 0.715H) 과 함께 중점 (m1) 을 갖는 원 상에 놓여 있다.
- 부분원 (21) 은, 좌표들 (-0.429H ; +0.222H) 및 반경 (r 2 = 0.334H) 과 함께 중점 (m2) 을 갖는 원 상에 놓여 있다.
- 제 2 측면 커브 (10) 의 제 2 원형 세그먼트 (15) 는, 외부 클램핑과 내부 클램핑 사이에서 그 중점 (m3) 이 0.929H 만큼 부분원 (21) 의 중점으로부터 떨어져 있고 0.373H 만큼 세로 좌표로부터 떨어져 있는 원 상에 놓여 있다. 그 반경은 r 3 = 0.286H 에 달한다.
- 제 1 측면 커브 (10) 의 직선 부분 피스 (12) 는, β = 180˚+ 42˚의 각도하에서 세로 좌표를 갖는 부분원 (21) 의 교점 (intersection point) 으로부터 내부 클램핑 커브 (7) 의 방향으로 연장된다.
- 부분원 (21) 을 외부 클램핑 커브 (8) 와 연결하는 연결 원형 섹션 (16) 은 r 4 = 0.064H 의 반경을 갖는다.
- 외부 클램핑 커브 (8) 를 제 1 원형 세그먼트 (14) 와 연결하는 연결 원형 섹션 (17) 은 r 5 = 0.048H 의 반경을 갖는다.
- 제 2 원형 세그먼트 (15) 를 내부 클램핑 커브 (7) 와 연결하는 연결 원형 섹션 (18) 은 r 6 = 0.079H 의 반경을 갖는다.
- 내부 클램핑 커브 (7) 를 직선 부분 피스 (12) 와 연결하는 연결 원형 섹션 (19) 은 r 7 = 0.056H 의 반경을 갖는다.
도 3 에 도시되어 있는 클램핑 바디 (3) 는 넓은 영역에서 선형 (linear) 비틀림각 특성곡선을 구비하며, 상기 비틀림각 특성곡선은 비틀림각에 따른 비틀림 모멘트를 나타낸다. 상기 특성곡선의 상승은 클램핑 바디 (3) 의 강성을 위한 척도이다. 즉, 선형 관련으로 의해, 강성은 비틀림각에 좌우되지 않는다. 이는 특히, 또한 클램핑 바디 (3) 의 뒤집힘에 가까이 놓인 영역에서 유효하다. 게다가, 전달 가능한 비틀림 모멘트들은 높은 수준에 놓여 있다.
그 밖의 장점은, 도 3 및 도 4 에 도시되어 있는 클램핑 바디 (3) 의 노치 응력들이 낮으며, 특히 과부하시 양 측면 커브들 (9, 10) 에서 그리 강하지 않게 증가하고, 또한 크기가 거의 같다는 것이다. 동일한 노치 응력들 및 선형 비틀림각 특성곡선으로 인해, 본 발명에 따른 클램핑 바디 (3) 를 갖는 클램핑 바디 프 리휠 (4) 은 경계 영역들에서도 변함없는 그 특성들로 의해 동일한 감당능력에서 유지 가능하고, 또한 계산 가능하며 및/또는 부품이 보다 적게 마련되어야 하는데, 이는 질량 절약 및 비용 절약을 허락한다.

Claims (7)

  1. 내부 작동링과 외부 작동링 사이의 틈새 높이 (H) 를 구비하고, 여러 개의 프로파일 섹션들로 만들어진 프로파일을 가지며, 이때 클램핑 바디는 적어도 내부 클램핑 커브, 외부 클램핑 커브, 제 1 측면 커브 및 제 2 측면 커브의 프로파일 섹션들을 구비하는, 클램핑 바디 프리휠을 위한 클램핑 바디에 있어서,
    전체 외부 클램핑 커브 (8) 와 내부 클램핑 커브 (7) 는 동일한 로그 나선 (11) 의 부분 섹션을 형성하고,
    상기 제 1 측면 커브 (9) 는 직선 부분 피스 (12) 에 이어지며 안쪽으로 활처럼 둥근 부분원 (21) 을 갖는 상기 직선 부분 피스에 의해 정해지며, 상기 제 2 측면 커브 (10) 는 서로 이어지며 반대로 활처럼 둥근 2 개의 원형 세그먼트들 (14, 15) 로 구성되는 것을 특징으로 하는 클램핑 바디.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 외부 클램핑 커브 (8) 와 상기 내부 클램핑 커브 (7) 의 포괄된 각도들은 각각 57˚내지 63˚에 달하는 것을 특징으로 하는 클램핑 바디.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 프로파일 (5) 은, 상기 클램핑 커브들 (7, 8) 과 상기 측면 커브들 (9, 10) 이 각각 연결 원형 섹션들 (16, 17, 18, 19) 로 형성된 프로파일 섹션 (6) 들에 의해 연결되는 식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 클램핑 바디.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 각각의 프로파일 섹션 (6) 은 접선방향으로 다음번 프로파일 섹션 (6) 에 인접하는 것을 특징으로 하는 클램핑 바디.
  5. 제 4 항에 있어서,
    - 로그 나선 (11) 은 파라미터
    Figure 112012057442368-pct00027
    과
    Figure 112012057442368-pct00028
    에 의해 정해지며, 상기 식들에서 2 개의 평행하는 평면들 사이에서 측정되어 r 은 반경을 표시하고
    Figure 112012057442368-pct00029
    는 클램핑 바디의 클램핑 각도를 표시하며,
    - 가로 좌표는
    Figure 112012057442368-pct00030
    = 0°에서의 반경벡터에 의해 형성되고, 세로 좌표는
    Figure 112012057442368-pct00031
    0 = 90°에서의 반경벡터에 의해 형성되며,
    - 외부 클램핑 커브 (8) 는
    Figure 112012057442368-pct00032
    1 = 82˚에서부터
    Figure 112012057442368-pct00033
    2 = 133˚까지 연장되고,
    - 내부 클램핑 커브 (7) 는
    Figure 112012057442368-pct00034
    3 = 261˚에서부터
    Figure 112012057442368-pct00035
    4 = 320˚까지 연장되며,
    - 제 2 측면 커브 (10) 의 제 1 원형 세그먼트 (14) 는, 좌표들 (-0.3H ; +0.5H) 및 반경 (r 1 = 0.7H) 과 함께 중점 (m1) 을 갖는 원 상에 놓여 있고,
    - 부분원 (21) 은, 좌표들 (-0.4H ; +0.2H) 및 반경 (r 2 = 0.3H) 과 함께 중점 (m2) 을 갖는 원 상에 놓여 있으며,
    - 제 2 측면 커브 (10) 의 제 2 원형 세그먼트 (15) 는, 그 중점 (m3) 이 0.9H 만큼 부분원 (21) 의 중점으로부터 떨어져 있고 0.4H 만큼 세로 좌표로부터 떨어져 있으며, 또한 외부 클램핑 커브와 내부 클램핑 커브 사이에 놓여 있고, 그 반경이 r 3 = 0.3H 인 원 상에 놓여 있으며,
    - 제 1 측면 커브 (10) 의 직선 부분 피스 (12) 는, β = 180˚+ 42˚의 각도하에서 세로 좌표를 갖는 부분원 (21) 의 교점 (intersection point) 으로부터 내부 클램핑 커브 (7) 의 방향으로 연장되고,
    - 부분원 (21) 을 외부 클램핑 커브 (8) 와 연결하는 연결 원형 섹션 (16) 은 r 4 =< 0.1H 의 반경을 가지며,
    - 외부 클램핑 커브 (8) 를 제 1 원형 세그먼트 (14) 와 연결하는 연결 원형 섹션 (17) 은 r 5 =< 0.1H 의 반경을 갖고,
    - 제 2 원형 세그먼트 (15) 를 내부 클램핑 커브 (7) 와 연결하는 연결 원형 섹션 (18) 은 r 6 < 0.1H 의 반경을 가지며,
    - 내부 클램핑 커브 (7) 를 직선 부분 피스 (12) 와 연결하는 연결 원형 섹션 (19) 은 r 7 < 0.1H 의 반경을 갖는 것을 특징으로 하는 클램핑 바디.
  6. 제 4 항에 있어서,
    - 로그 나선 (11) 은 파라미터
    Figure 112012057442368-pct00036
    과
    Figure 112012057442368-pct00037
    에 의해 정해지며, 상기 식들에서 2 개의 평행하는 평면들 사이에서 측정되어 r 은 반경을 표시하고
    Figure 112012057442368-pct00038
    는 클램핑 바디의 클램핑 각도를 표시하며,
    - 가로 좌표는
    Figure 112012057442368-pct00039
    = 0°에서의 반경벡터에 의해 형성되고, 세로 좌표는
    Figure 112012057442368-pct00040
    0 = 90°에서의 반경벡터에 의해 형성되며,
    - 외부 클램핑 커브 (8) 는
    Figure 112012057442368-pct00041
    1 = 80˚에서부터
    Figure 112012057442368-pct00042
    2 = 142˚까지 연장되고,
    - 내부 클램핑 커브 (7) 는
    Figure 112012057442368-pct00043
    3 = 259˚에서부터
    Figure 112012057442368-pct00044
    4 = 320˚까지 연장되며,
    - 제 2 측면 커브 (10) 의 제 1 원형 세그먼트 (14) 는, 좌표들 (-0.286H ; +0.508H) 및 반경 (r 1 = 0.715H) 과 함께 중점 (m1) 을 갖는 원 상에 놓여 있고,
    - 부분원 (21) 은, 좌표들 (-0.429H ; +0.222H) 및 반경 (r 2 = 0.335H) 과 함께 중점 (m2) 을 갖는 원 상에 놓여 있으며,
    - 제 2 측면 커브 (10) 의 제 2 원형 세그먼트 (15) 는, 그 중점 (m3) 이 0.929H 만큼 부분원 (21) 의 중점으로부터 떨어져 있고 0.373H 만큼 세로 좌표로부터 떨어져 있으며, 또한 외부 클램핑 커브와 내부 클램핑 커브 사이에 놓여 있고, 그 반경이 r 3 = 0.286H 인 원 상에 놓여 있으며,
    - 제 1 측면 커브 (10) 의 직선 부분 피스 (12) 는, β = 180˚+ 42˚의 각도하에서 세로 좌표를 갖는 부분원 (21) 의 교점 (intersection point) 으로부터 내부 클램핑 커브 (7) 의 방향으로 연장되고,
    - 부분원 (21) 을 외부 클램핑 커브 (8) 와 연결하는 연결 원형 섹션 (16) 은 r 4 = 0.064H 의 반경을 가지며,
    - 외부 클램핑 커브 (8) 를 제 1 원형 세그먼트 (14) 와 연결하는 연결 원형 섹션 (17) 은 r 5 = 0.048H 의 반경을 갖고,
    - 제 2 원형 세그먼트 (15) 를 내부 클램핑 커브 (7) 와 연결하는 연결 원형 섹션 (18) 은 r 6 = 0.079H 의 반경을 가지며,
    - 내부 클램핑 커브 (7) 를 직선 부분 피스 (12) 와 연결하는 연결 원형 섹션 (19) 은 r 7 = 0.056H 의 반경을 갖는 것을 특징으로 하는 클램핑 바디.
  7. 삭제
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