KR101695334B1 - 유체 동력 스핀들 - Google Patents

유체 동력 스핀들 Download PDF

Info

Publication number
KR101695334B1
KR101695334B1 KR1020167009572A KR20167009572A KR101695334B1 KR 101695334 B1 KR101695334 B1 KR 101695334B1 KR 1020167009572 A KR1020167009572 A KR 1020167009572A KR 20167009572 A KR20167009572 A KR 20167009572A KR 101695334 B1 KR101695334 B1 KR 101695334B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluid
shaft
spindle
bearing
channel
Prior art date
Application number
KR1020167009572A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160054010A (ko
Inventor
아비아드 도탄
탄야 프룸손
아비그도르 안겔
바루흐 북스
오렌 하파즈
길 펠베드그
Original Assignee
코리브리 스핀들스 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코리브리 스핀들스 리미티드 filed Critical 코리브리 스핀들스 리미티드
Publication of KR20160054010A publication Critical patent/KR20160054010A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101695334B1 publication Critical patent/KR101695334B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02—Driving main working members
    • B23Q5/04—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
    • B23Q5/06—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles driven essentially by fluid pressure or pneumatic power
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
    • A61C1/02—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design characterised by the drive of the dental tools
    • A61C1/05—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design characterised by the drive of the dental tools with turbine drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02—Driving main working members
    • B23Q5/04—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
    • B23Q5/043—Accessories for spindle drives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q2705/00—Driving working spindles or feeding members carrying tools or work
    • B23Q2705/02—Driving working spindles
    • B23Q2705/04—Driving working spindles by fluid pressure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Turning (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

생크에 의해 형성되는 상단부 및 공구를 수용하는 하단부를 포함하는 종축(A)을 갖는 유체 동력 스핀들(100)이 개시된다. 스핀들은 몸체(120), 몸체 내의 적어도 하나의 베어링(508)에 의해 지지되는 회전 가능한 샤프트(530), 몸체(120)의 하단부와 연결되는 밀봉 하우징(150), 밀봉 하우징(150)의 하단부와 연결되는 커버(180), 입구 포트(102)로부터 샤프트(530)에 부착된 터빈(570)을 회전시키기 위한 노즐(576)로 액체를 보내기 위한 유체 채널 시스템, 샤프트(530)에 부착되고 터빈(570) 상부에 배치되는 플링거(660)를 포함한다. 플링거(660) 및 밀봉 하우징(150)은 조합되어 적어도 하나의 베어링(508) 쪽으로의 액체 흐름을 방해하도록 구성되는 비-접촉 밀봉부(900)를 형성한다.

Description

유체 동력 스핀들{FLUID POWERED SPINDLE}
2013년 9월 13일에 출원된 미국 특허 가출원 제61/877,453호를 우선권으로 주장하며, 그 내용이 전부 참조로 도입된다.
본 발명은 공구를 회전시키고 피삭재(work piece)로부터 재료를 제거하는데 사용되는 머신 스핀들(machine spindle)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 소구경 공구와의 조합에 사용되는 고속 스핀들, 유체, 특히 액체로 구동되는 고속 스핀들에 관한 것이다.
소구경, 예를 들어 8 mm 미만 직경의 공구를 이용한 기계가공(machining)은 20,000, 30,000, 50,000의 범위 및 어떤 경우에는 100,000 RPM 이상에서 고속 기계가공 능력을 필요로 한다. 소구경 공구는 통상적으로 소형 기하구조를 필요로 하는 용도뿐만 아니라, 대부분의 부품의 반-마감 및 마감 공정에서 범용 용도로 사용된다. 소구경 공구를 이용한 기계가공은 마이크로 기계가공이라고도 불린다.
마이크로 기계가공에서, 필요한 회전 속도는 높고, 반면에 동력 필요량은 비-마이크로 기계가공과 비교하여 상대적으로 낮다. 반-마감 및 마감 공정용 고속 기계가공은 효과적인 절삭 공구 및 절삭 부위 냉각뿐만 아니라 효과적인 칩 제거도 필요로 한다.
컴퓨터화된 기계가공 센터(computerized machining center)는 자동 공구 교환장치(ATC)를 포함함으로써, 다수의 기계가공 작업이 동일한 부품에 대해 수행될 수 있는데, 즉 부품을 제거하지 않고 ATC에 의해 자동으로 교환되는 여러 가지 공구를 이용하여 수행될 수 있다. 이 능력은 현저한 비용 절감을 제공하고, 인력 필요량을 감소시키며, 제조 품질과 수율을 개선한다.
대부분의 기계가공 센터는 전기 모터로 구동되는 스핀들을 이용하여 기계가공 공구를 회전시킨다. 범용 기계가공 스핀들은 수천 RPM의 속도로 회전한다. 더 높은 RPM이 가능한 스핀들은 비싸고 흔히 전용 장비에 사용된다. 그 결과, 많은 소구경 절삭 공구가 차선의 기계가공 조건에서 사용되거나, 반-마감 및/또는 마감 작업을 필요로 하는 부품이 고속 스핀들을 구비한 다른 머신 센터로 이동되어야 한다. 양쪽 모두 문제가 있다.
증속기 및 다른 비-전기식 스핀들과 같은 현재의 해결수단은 흔히 문제가 생기기 쉽다.
통상적인 유체 구동 고속 스핀들에서, 가압 유체는 터빈 블레이드 상으로 전달된다. 터빈 블레이드 및 이 블레이드가 부착되는 중심 링으로 구성되는 터빈은 회전 샤프트 상에 장착된다. 어떤 경우에는, 샤프트 및 블레이드가 부착되는 중심 링이 일체형인데, 즉 샤프트 및 터빈 블레이드는 하나의 금속 바로부터 가공되어 중심 링이 샤프트의 부품이다.
적어도 하나의 블레이드 상으로 전달되는 가압 유체가 터빈 및 샤프트를 회전시키고, 유체가 바람직한 방향으로 블레이드의 방향을 바꾸도록, 터빈 블레이드가 설계된다.
베어링 윤활은 고속 스핀들의 신뢰성에 영향을 주는 중요 인자이다. 유체, 부스러기(debris) 또는 습기에 의한 베어링 윤활제의 오염은 베어링 고장의 주요 원인 중 하나이다. 유사하게, 원래의 베어링 그리스 중 상당한 부분의 제거는 베어링 부근 및/또는 이를 통해 흐르는 유체에 의해 유발되는데, 이는 고속 스핀들의 신뢰성 및 가용시간에 영향을 주므로 방지되어야 한다.
모든 회전 시스템은 회전 부품 및 정지 부품 사이에 틈을 갖는다. 어떤 시스템에서는, 밀봉부(seal)가 도입되어 유체가 틈을 가로지르는 것을 방지한다. 연성 접촉 요소 및/또는 희생 마찰 표면을 포함하는 접촉 밀봉부(contact seal)는 가장 흔하지만, 이의 유효성은 소구경 시스템에서 고속 등에 의해 현저히 감소한다. 비-접촉 밀봉부는 통상적으로 비싸고 부피가 크다.
일부의 유체가 바람직한 방향으로 터빈으로부터 유출되지 못하는 경우가 있다. 이러한 경우에, 유체는 고속 스핀들의 정지체 및 회전 부품, 예를 들어 샤프트 사이의 틈을 통해 베어링 캐비티로 침투할 수 있다.
다른 어떤 경우에, 고압 유체는 여과 후에도 고체 부스러기의 작은 입자를 보유한다.
또 다른 경우에, 고속 스핀들이 기계가공 기간 후에 자동 공구 교환장치(ATC)에 보관되거나 수평 또는 뒤집힌(절삭 공구 위) 상태에서 보관 중일 경우, 유체는 베어링 캐비티로 침투할 수 있다. 이러한 경우에, 터빈 블레이드, 샤프트 및 시스템의 다른 부품 상에 있는 잔류 유체는 고속 스핀들의 정지체 및 회전 부품 사이의 틈을 통해 베어링 캐비티로 침투할 수 있다.
여기서 기술된 현상은 베어링이 부스러기 및 액적, 스프레이, 습기 등을 포함하는 유체와 접촉할 경우 베어링의 성능이 빠르게 감소한다는 문제를 갖는다. 성능 감소는 기계가공 정밀도 감소를 초래하는 강성 감소를 포함한다. 이것은 또한 베어링 전동(rolling) 요소 및/또는 베어링 레이스(race)의 손상으로 인해 베어링 수명을 감소시킬 것이다.
베어링 손상의 원인은 유체에 의해 유발되는 윤활제 특성 변화; 및/또는 일부가 유체에 의해 씻겨나가기 때문에 베어링에서 이용가능한 윤활제의 양 감소; 베어링 전동 요소 및 베어링 레이스 사이의 공간에 들어가는 작은 고체 부스러기 입자; 예를 들어 산화 및/또는 오염으로 인한 베어링 전동 요소 및/또는 베어링 레이스의 표면 특성 변화를 포함한다.
정지 부품 및 회전 부품 사이의 틈 거리를 감소시키는 것은 해결책의 일부이다. 그러나, 고압 유체가 침투하지 않게 하면서 부품들 사이의 마찰 접촉을 방지하도록 충분히 작은 거리로 틈을 감소시키는 것은 실용적이지 않고 경제적이지도 않다.
유체 침투를 방지할 수 있는 연성 접촉 밀봉부, 또는 베어링 요소를 격리시키는 밀봉 베어링과 같은 마찰 요소는 크고 작은 시스템에 사용된다. 그러나, 이들은 고속 및 고압 유체를 위해 설계된 소구경 시스템에서 실용적이지 않다. 밀봉부는 접촉 점(또는 접촉 선)에서 빠르게 마모되는 경향이 있어서, 밀봉부의 효능을 감소시키고 부스러기를 시스템에 도입시킨다. 또한, 밀봉부에 의해 유발되는 마찰은 절삭 공정에 이용가능한 동력의 양을 감소시키고, 마찰에 의해 발생하는 열은 냉각 시스템을 필요로 할 수 있다.
따라서, 작은 고속 회전 시스템, 특히 베어링 부근에 고압 유체를 도입하는 시스템에 경제적으로 효과적인 밀봉 수단을 필요로 한다.
본 발명은 다음의 항 형태로 제시될 수 있다.
제1항. 상단부 및 하부 샤프트-공구 말단부(598)를 포함하는 종축(A)을 갖는 액체 동력 스핀들(100)로서,
a) 스핀들 캐비티(cavity)(440)를 갖는 몸체(body)(120);
b) 캐비티(440)에 배치되는 적어도 하나의 베어링(508);
c) 캐비티(440) 내에서 적어도 하나의 베어링(508)에 의해 지지되는 샤프트(530);
d) 몸체(120)의 하단부와 연결되는 밀봉 하우징(seal housing)(150);
e) 밀봉 하우징(150)의 하단부와 연결되는 커버(180);
f) 입구 포트(102)로부터 노즐(576)로 액체를 보내기 위한 유체 채널 시스템;
g) 샤프트(530)에 부착되고, 샤프트를 회전시키기 위한 적어도 하나의 노즐과 유체 연결되는 터빈(570); 및
h) 샤프트(530)에 부착되고 터빈(570) 상부에 배치되는 플링거(flinger)(660)를 포함하며,
밀봉 하우징(150)은 터빈(570)에 의해 위쪽으로 방향 전환된 액체를 복수의 정지(stationary) 유체 출구 채널(556)로 분배하도록 샤프트(530)를 둘러싸는 환형 유체 매니폴드(annular fluid manifold)(552)를 구비하고,
플링거(660) 및 밀봉 하우징(150)은 조합되어 적어도 하나의 베어링(508) 쪽으로의 액체 흐름을 방해하도록 구성되는 비-접촉 밀봉부(non-contact seal)(900)를 형성하는 스핀들.
제2항. 제1항의 스핀들에 있어서, 밀봉 하우징(150)은 밀봉 하우징 내에서 리세스(recess)(924)에 의해 형성되고 샤프트(530)에 인접하여 배치되는 주 난류 포켓(major turbulence pocket)(512)을 추가로 구비하며, 주 난류 포켓은 환형 유체 매니폴드(552) 및 플링거(660) 상부에 배치되는 스핀들.
제3항. 제2항의 스핀들에 있어서, 리세스(924)는 스핀들이 뒤집힌 경우 리세스가 액체를 보유할 수 있도록 그 반경방향 내부 부위로부터 연장되는 숄더(shoulder)(934)를 갖는 스핀들.
제4항. 제2항의 스핀들에 있어서, 주 난류 포켓(512)은 환형 유체 매니폴드(552)와 마주보는 큰 개구(large opening)(926) 및 밀봉 하우징(150)과 플링거(660) 사이의 틈(gap)에 의해 형성되는 작은 개구(936)를 포함하고, 액체 내에서 난류는 작은 개구(936) 쪽으로의 액체 흐름을 방해하는 스핀들.
제5항. 제4항의 스핀들에 있어서, 밀봉 하우징(150)은 작은 개구(936)와 연결되고 밀봉 하우징(150)의 내경에 인접한 계단형 요소(step-like feature)(916)에 의해 형성되는 부 난류 포켓(minor turbulence pocket)(914)을 추가로 구비하며, 부 난류 포켓(914)은 밀봉 하우징(150)과 샤프트(530) 사이의 수직방향 틈(vertical gap)(922)을 통한 액체 흐름을 추가로 방해하는 스핀들.
제6항. 제1항의 스핀들에 있어서, 몸체(120)는 스핀들 캐비티(440) 및 몸체 외부 사이에 벤트(vent)(450)를 추가로 포함하고, 벤트는 양 방향으로의 흐름을 허용할 수 있는 벤트 개스킷(gasket)(2054)으로 밀봉되는 스핀들.
제7항. 제1항의 스핀들에 있어서, 몸체(120)에 형성되는 적어도 하나의 개구(aperture)(334, 335)와 연결되는 센서 모듈(130)을 추가로 포함하고, 적어도 하나의 개구는 센서 모듈이 스핀들의 적어도 하나의 물성을 감지하도록 하는 스핀들.
제8항. 제1항의 스핀들에 있어서, 유체 채널 시스템은
i) 생크(shank)(110)와 연결되는 입구 포트(102);
ii) 생크 채널(416);
iii) 생크 채널의 말단부로부터 연장되는 적어도 하나의 1차 수평 유체 채널(422);
iv) 적어도 하나의 1차 수평 유체 채널로부터 몸체를 통해 연장되는 적어도 하나의 1차 수직 유체 채널(426); 및
v) 적어도 하나의 1차 수직 유체 채널과 유체 연결되는 적어도 하나의 노즐(576)을 포함하는 스핀들.
제9항. 제1항의 스핀들에 있어서, 스핀들은 몸체(120)와 생크(110) 사이에 배치되어 렌치를 수용하고 척(chuck)에 스핀들의 장착을 보조하는 렌치 그립(wrench grip)(214)을 포함하는 스핀들.
제10항. 제1항의 스핀들에 있어서, 커버(180)는 그 하부에 적어도 하나의 제1축방향 출구 개구(588)를 포함하고, 적어도 하나의 제1축방향 출구 개구(588)는 터빈(570)에 의해 아래쪽으로 보내지는 액체를 위한 출구를 제공하는 스핀들.
제11항. 제10항의 스핀들에 있어서, 커버(180)는 적어도 하나의 제1축방향 출구 개구(588)에 대해 반경방향 바깥쪽으로 배치되는 적어도 하나의 제2축방향 출구 개구(586)를 포함하고, 적어도 하나의 제2축방향 출구 개구는 환형 유체 매니폴드(552)와 유체 연결되어 터빈(570)에 의해 위쪽으로 방향 전환된 액체를 배출하는 스핀들.
제12항. 제11항의 스핀들에 있어서, 커버(180)는 적어도 하나의 제2축방향 출구 개구(586)와 연결되는 적어도 하나의 축방향 유체 출구 채널(982, 984)을 포함하고, 축방향 유체 출구 채널의 축은 샤프트(530)에 대해 각을 이루어 적어도 하나의 제2축방향 출구 개구(586)로부터 유출되는 액체가 종축(A) 쪽으로 보내지는 스핀들.
제13항. 제1항의 스핀들에 있어서, 적어도 하나의 베어링은 복수의 베어링이고, 복수의 베어링은 다른 형태 또는 크기로 이루어진 스핀들.
제14항. 제1항의 스핀들에 있어서, 적어도 하나의 노즐(576)은 노즐 링(977)의 내경을 따라 형성되고, 노즐 링(977)은 커버(180) 내에 배치되어 노즐 유체 매니폴드(578)를 형성하며,
적어도 하나의 노즐(576)은 샤프트(530)의 반경 방향에 대해 각을 이루어 유체를 최대 힘으로 터빈(570) 상에 충돌시키는 스핀들.
제15항. 제1항의 스핀들에 있어서, 몸체(120)는
a) 쉘(2120); 및
b) 코어(2130)를 포함하며,
코어는
i) 스핀들 캐비티(440)를 둘러싸는 베어링 하우징 캐비티(2142); 및
ii) 생크(110)를 포함하고,
유체 채널 시스템은
i) 생크(110)와 연결되는 입구 포트(102);
ii) 생크 채널(416);
iii) 생크 채널의 말단부로부터 베어링 하우징 캐비티(2142)를 통해 연장되는 적어도 하나의 1차 수평 유체 채널(422);
iv) 쉘에 있고, 베어링 하우징 캐비티를 통해 적어도 하나의 수평 유체 채널과 유체 연결되는 적어도 하나의 1차 수직 유체 채널(426); 및
v) 적어도 하나의 1차 수직 유체 채널과 유체 연결되는 적어도 하나의 노즐(576)을 추가로 포함하는 스핀들.
제16항. 제15항의 스핀들에 있어서, 쉘(2120)의 밀도와 경도는 코어(2130)의 밀도와 경도보다 각각 작은 스핀들.
제17항. 제1항의 스핀들에 있어서,
플링거(660)는 스프링 플링거(1040)이고, 스프링 플링거(1040)는 연성 부재(flexible section)(1044)를 가지며, 스프링 플링거는 샤프트(530)에 부착되고 터빈(570) 상부에 위치하며;
샤프트(530)가 가동되지 않을 경우 연성 부재(1044)는 샤프트와 상대적으로 가까운 제1위치를 가져서 연성 부재가 밀봉 하우징(150)의 일부와 접촉하여 밀봉되고,
샤프트가 회전할 경우 회전 샤프트에 의해 발생하는 원심력은 연성 부재(1044)를 샤프트로부터 멀리 늘어나게 하여 액체의 방향 전환을 위한 플링거 표면을 제공하고 밀봉 하우징(150)과의 접촉을 제거하는 스핀들.
센서 모듈을 구비하는 스핀들
제18항. 상단부 및 하부 샤프트-공구 말단부(598)를 포함하는 종축(A)을 갖는 유체 동력 스핀들(100)로서,
a) 유체 채널 시스템, 스핀들 캐비티(440), 및 적어도 하나의 개구(334)를 갖는 몸체(120);
b) 터빈(570)을 갖고, 터빈과 부딪치는 가압 유체에 의해 회전하는 샤프트(530); 및
c) 적어도 하나의 개구와 연결되어 몸체에 장착되는 적어도 하나의 센서 모듈(130)을 포함하며, 적어도 하나의 개구는 적어도 하나의 센서 모듈이 스핀들의 적어도 하나의 물성을 감지하도록 하는 스핀들.
제19항. 제18항의 스핀들에 있어서, 적어도 하나의 개구는 센서 모듈로부터 스핀들 캐비티까지의 경로를 제공하는 센싱 개구인 스핀들.
제20항. 제19항의 스핀들에 있어서, 샤프트는 센서 모듈에 의한 검출을 위해 회전 위치 참조부(reference)(714)를 포함하는 스핀들.
제21항. 제18항의 스핀들에 있어서, 적어도 하나의 개구는 유체 채널 시스템과 유체 연결되어 그 유체 시스템 특성을 감지하는 유체 개구(335)를 포함하는 스핀들.
제22항. 제21항의 스핀들에 있어서, 유체 시스템 특성은 유체 압력, 유체 속도 및 유체 점도 중 적어도 하나를 포함하는 스핀들.
제23항. 제18항의 스핀들에 있어서, 적어도 하나의 센서 모듈은 무선인 스핀들.
도 1a는 본 발명의 실시형태에 따른 스핀들의 상부 사시도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 스핀들의 하부 사시도이다.
도 2는 도 1a 및 1b에 도시된 스핀들의 분해도이다.
도 3a는 도 1a 및 1b의 스핀들의 몸체(및 생크)의 하부 사시도(및 하부 평면도)이다.
도 3b는 도 1a 및 1b의 스핀들의 몸체(및 생크)의 상부 사시도이다.
도 3c는 대안적인 생크를 구비하는 도 1a 및 1b의 스핀들의 몸체의 상부 사시도이다.
도 4a, 4b 및 4c는 도 3a에 도시된 몸체를 각각 IVA-IVA, IVB-IVB 및 IVC-IVC 평면에서 자른 단면도이다.
도 5는 내부의 유체 흐름을 도식적으로 보여주는, 도 1a 및 1b에 도시된 스핀들의 부분 단면도이다.
도 6은 도 1a 및 1b의 스핀들의 내부 서브시스템의 제1실시형태의 하부 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 내부 서브시스템의 단면도이다.
도 8a는 도 6 및 7에 도시된 내부 서브시스템의 분해도이다.
도 8b는 터빈과 분리된 샤프트의 상세 분해도이다.
도 9a는 도 5의 비-접촉 밀봉부 및 커버 부위의 상세도이다.
도 9b는 도 9a의 비-접촉 밀봉부의 상세도이다.
도 10a는 제1실시형태에 따라 제1위치에서 접촉 밀봉부를 갖는 스핀들의 상세 단면도이다.
도 10b는 제1실시형태에 따라 제2위치에서 접촉 밀봉부를 갖는 스핀들의 상세 단면도이다.
도 11a는 또 다른 실시형태에 따른 도 1b의 스핀들의 부분 하부 분해도이다.
도 11b는 또 다른 실시형태에 따른 비-접촉 밀봉부 및 커버 부위의 상세도이다.
도 12는 본 발명의 스핀들의 실시형태에 사용된 벤트 구성도이다.
도 13은 본 발명의 실시형태에 따라 2-부품 몸체를 갖는 스핀들의 부분 분해 사시도이다.
도 14a는 도 13에 도시된 몸체의 코어 부위의 단면도이다.
도 14b, 14c 및 14d는 도 13에 도시된 몸체의 쉘 부위의 각각 사시도, 저면도 및 단면도이다.
본 발명의 예시적인 실시형태는 이하에서 기술되고 첨부 도면에 예시되는데, 동일한 부호는 몇몇 도면을 통해 동일한 부품을 나타낸다. 기술되는 실시형태는 실시예를 제공하고 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 기술되는 실시형태의 다른 실시형태, 변경 및 개선은 이 분야의 기술자에게 도출될 것이고, 이러한 모든 다른 실시형태, 변경 및 개선은 본 발명의 범위 내에 있다. 하나의 실시형태 또는 측면의 특징은 다른 실시형태 또는 측면의 특징과 적절한 조합으로 조합될 수 있다. 예를 들어, 방법 측면 또는 실시형태의 개별적 또는 집합적 특징은 장치, 물건 또는 구성요소 측면 또는 실시형태에 적용될 수 있고 그 반대도 가능하다.
모든 실시형태 중 실질적으로 변함없는 구조
도 1a 및 1b를 참조하면, 본 발명의 실시형태에 따른 고속 스핀들(100)의 상부 및 하부 사시도가 도시되어 있다.
고속 스핀들(100)은 생크(110)를 포함하고 이에 의해 스핀들(100)이 통상적으로 전기 스핀들 또는 다른 통상적인 기계에 장착된다. 생크(110)는 고속 스핀들 몸체(120)와 연결되고, 몸체는 또한 밀봉 하우징(150) 및 커버(180)와 연결된다. 도 1a 및 1b에 도시된 고속 스핀들(100)은 선택적인 센서 모듈(130)을 포함한다. 하나의 실시형태에서, 센서 모듈은 무선이다.
일 실시형태에서 고속 스핀들(100)은 생크(110)에서만 기계와 연결된다. 고압 유체는 생크의 원위 말단부(distal end) 또는 생크 연장부(101)의 원위 말달부에 있는 유체 입구 포트(102)를 통해 고속 스핀들(100)에 연결된다.
하나의 실시형태에서, 고속 스핀들 몸체(120)는 고속 스핀들(100)이 기계에 장착될 경우 회전하지 않는다; 특히 몸체(120)는 고속 스핀들(100)이 사용중, 재료 제거 수행 중일 경우 회전하지 않지만, 셋업 중 및/또는 재료 제거 작업 전 또는 후에는 회전할 수 있다.
다른 실시형태에서, 스핀들(100)은 충분히 균형 잡혀서, 기계가 재료 제거 공정 수행 중 및 셋업 중에, 고속 스핀들 몸체(120)는 500 RPM을 초과하는 속도로 전기 스핀들에 의해 회전할 수 있다.
일 실시형태에서 생크(110)는 고속 스핀들(100)의 종축(A)에 해당하는 거의 스핀들 회전축 상에서 기계에 지지된다. 종축(A)은 스핀들(100) 내에서 구성요소들의 상대적 위치를 특정하는데 사용된다. 생크(110)는 상부 또는 상단부에 있고, 커버(180)는 하부 또는 하단부에 있다. 스핀들 축 또는 샤프트 축과 대체 가능하게 사용되는 종축(A)은 또한 여기에서 사용되는 방향 용어를 특정하는데 사용된다. 수평방향 및 측방향이란 용어는 종축과 일반적으로 수직으로 놓이거나 연장되는 구성요소 또는 특징부를 언급하는데 사용된다. 수직방향 및 축방향이란 용어는 종축과 일반적으로 평행하게 놓이거나 연장되는 구성요소 또는 특징부를 언급하는데 사용된다.
다른 실시형태에서 생크(110)는 스핀들 회전축과 수직방향 오차범위(vertical offset)에서 기계에 지지된다. 다른 실시형태에서 생크(110)는 스핀들 회전축과 일정 각도를 이루면서 기계에 지지된다. 다른 실시형태에서 생크(110)는 스핀들 회전축과 90도 각도를 이루면서 기계에 지지된다.
일 실시형태에서, 스핀들(100)은 기계가공 시스템 자동 공구 교환장치(ATC)에 맞는 형상 및 크기를 갖는다. ATC는 공구 슬롯으로부터 스핀들(100)을 빼내서 이를 기계에 배치할 뿐만 아니라 기계로부터 빼낸 공구를 ATC 공구 슬롯에 배치하는 로봇 암(robotic arm)을 포함한다.
ATC는 통상적으로 다양한 공구를 보관하는 슬롯을 갖는다. 다른 ATC 시스템은 다양한 슬롯 구성 및 크기를 갖는다. 특정 실시형태에서, 슬롯은 직경 100 내지 30 mm 범위의 공구를 지지하도록 설계된다.
고속 스핀들 몸체(120)의 직경은 100 mm 미만, 90 mm 미만, 80 mm 미만, 70 mm 미만, 60 mm 미만, 또는 50 mm 미만일 수 있다. 고속 스핀들 몸체(120)의 최대 직경은 센서 모듈(130)을 포함하여 120 mm 미만, 100 mm 미만, 90 mm 미만, 80 mm 미만, 70 mm 미만, 또는 심지어 60 mm 미만일 수 있다.
도 2를 참조하면, 고속 스핀들(100)의 분해도가 도시되어 있다. 고속 스핀들(100)은 여과 유닛을 포함할 수 있는데, 이 여과 유닛은 필터 메쉬(206) 및 생크(110)에 여과 시스템을 고정하는 여과 유닛 너트(204)를 포함한다.
내부 서브시스템(240)은 밀봉 하우징(150)과 조립되어 고속 스핀들 몸체(120)에 삽입되고 고속 스핀들 몸체(120)와 밀봉 하우징(150)을 연결하는 제1나사(252)를 이용하여 몸체(120)에 고정된다.
개스킷(248)을 구비하는 커버(180)는 제2나사(282)를 이용하여 밀봉 하우징(150)에 고정된다. 절삭 공구(미도시)는 콜릿(collet)(290)을 이용하여 샤프트(미도시)와 연결되는데, 콜릿은 콜릿 너트(292)를 이용하여 샤프트와 연결된다.
스핀들(100)에서 절삭 공구의 고정 또는 풀림은 렌치를 이용하여 수행될 수 있는데, 렌치는 절삭 공구와 스핀들(100)을 연결하는 콜릿 너트(292)를 고정한다. 일 실시형태에서, 고속 스핀들(100)은 유사 방식으로 기계와 연결된다. 렌치는 스패너 렌치 또는 ER 렌치일 수 있고, 렌치는 각 너트의 슬롯 또는 다른 요소와 일치하는 적어도 하나의 핀(pin), 플랫(flat), 탭(tab) 또는 유사물을 포함한다.
고속 스핀들은 생크(110)와 고속 스핀들 몸체(120) 사이에 렌치 그립(wrench grip)(214)을 포함할 수 있다. 렌치 그립(214)은 전기 스핀들의 척에서 유체 동력 스핀들(100)의 설치와 제거를 용이하게 하도록 구비된다. 렌치 그립(214)은 렌치와 맞물리도록 원형, 육각형이거나 그렇지 않으면 플랫 부위를 포함할 수 있다. 렌치 그립(214)은 생크(110)의 하부에 있는 대구경 부재이다. 렌치 그립(214) 직경은 생크(110) 직경보다 크고 고속 스핀들 몸체(120) 직경보다 작다. 렌치 그립(214) 높이는 홈붙이 너트(slotted nut)에 맞는 렌치 핀 또는 탭을 포함하는 통상적인 렌치의 두께보다 크다.
렌치 그립(214)의 수평방향 링 표면 상에 있는 밀봉 슬롯(218)은 고속 스핀들(100) 및 이것이 지지되는 전기 스핀들의 접촉 표면을 밀봉한다. 일 실시형태에서, 밀봉 슬롯(218)은 O-링을 위한 적어도 하나의 슬롯으로 구성된다. 일 실시형태에서, 밀봉 슬롯은 평탄하여 평탄한 링 밀봉부(flat ring seal) 또는 그러한 형상의 밀봉부가 그 내부에 배치될 수 있다.
또한, 센서 모듈(130)은 장착부(mounting location)(232)에 장착된다. 일 실시형태에서, 스핀들은 몸체(120) 둘레의 복수의 장착부(232)에 장착되는 복수의 센서 모듈(130)을 가질 수 있다.
도 3a 내지 3c를 참조하면, 도 3a는 고속 스핀들의 몸체(120) 및 생크(110)의 하부 사시도(및 하부 평면도)를 나타낸다. 도 3b는 그 상부 사시도를 나타낸다. 도 3c는 큰 직경을 갖고 렌치 그립(214)과 일체화된 부가적인 원뿔형 생크(312)를 구비한 몸체(120)의 상부 사시도이다.
도 3a 내지 3c에서 볼 수 있듯이, 고속 스핀들 몸체(120)는 고속 스핀들이 지지되는 생크(110)와 일체화될 수 있다. 몸체(120)는 센서 모듈(130)을 위한 적어도 하나의 장착부(232)를 포함한다. 장착부(232)는 고속 스핀들 몸체에서 센싱 개구(334)를 포함할 수 있다. 센싱 개구(334)는 몸체 내의 요소들을 감지함으로써 스핀들의 적어도 하나의 물성을 감지하는 센서 모듈 센서를 위한 경로를 제공한다. 하나의 실시형태에서, 센싱 개구(334)는 접촉 없이 몸체 내의 요소들과 연결되는 센서 모듈 센서를 위한 경로를 제공한다. 예를 들어, 개구(334)는 몸체 내의 요소들을 감지하는 센서 모듈 센서를 위한 가시선(line of sight) 경로를 제공하거나, 센싱 개구(334)는 광학적으로 불투명 또는 반투명하지만, 전자기 센서의 작동을 위한 전자기 스펙트럼의 특정 주파수에서 충분히 투명한 재료로 설계될 수 있다.
센서 모듈(130)용 장착부(232)에서의 유체 개구(335)는 고속 스핀들 몸체(120) 내에서 고압 유체 채널 시스템과 유체로 연결될 수 있다. 유체 개구(335)는 고압 유체 시스템의 유체 시스템 특성을 감지하는 센서 모듈 센서를 위한 유체 경로를 제공한다. 유체 시스템 특성은 유체 압력, 유체 속도 및 유체 점도와 같은 것이다.
장착 나사산(336) 및 하나 이상의 장착 슬롯(338)은 센서 모듈(130)이 고속 스핀들 몸체(120)에 고정될 수 있는 장착부(232)에 형성될 수 있다.
고속 스핀들 몸체(120)의 하단부(398)에는, 고속 스핀들 몸체(120)가 밀봉 하우징(150)과 연결될 경우 제1유체 매니폴드(370)를 형성하는 둥근 슬롯이 있다.
고속 스핀들 몸체(120)의 하부 평면도는 제1유체 매니폴드(370)와 유체 연결되는 1차 수직 유체 채널용 하부 개구(354)를 보여준다. 나사 홀(352)은 몸체(120)와 밀봉 하우징(150)을 연결하는데 사용된다.
액세스 개구(324)가 고속 스핀들 몸체(120)에 구비되는데, 이로부터 적어도 하나의 1차 수평 유체 채널이 가공된다. 액세스 개구(324)는 이 개구를 밀봉하는 플러그 또는 나사(미도시)를 고정하는데 사용되는 나사산을 포함할 수 있다.
도 4a 내지 4c를 참조하면, 도 4a는 도 3a에 도시된 고속 스핀들 몸체의 IVA-IVA 단면도이다. 고속 스핀들 몸체의 생크 말단부(404) 부근의 생크 나사산(412)은 여과 유닛 또는 생크 익스텐더(extender)의 요소와 같은 요소를 연결하는데 사용된다.
도 4a는 고속 스핀들 몸체 내의 유체 채널 시스템을 나타낸다. 유체 채널 시스템은 입구 포트(102)와 유체 채널 접합부(418)를 유체 연결하는 생크(110) 내의 생크 채널(416)로 구성된다. 유체 채널 접합부(418)는 적어도 하나의 1차 수평 유체 채널(422)과 유체 연결된다. 예시된 형태에서 120도로 이격된 3개의 1차 수평 유체 채널이 있다. 적어도 하나의 1차 수평 유체 채널(422)은 고속 스핀들 몸체(120)의 길이에 걸쳐 이어지는 각각의 1차 수직 유체 채널(426)과 교차한다. 예시된 형태에서, 1차 수직 유체 채널(426)은 제1유체 매니폴드(370)에서 끝난다.
일 실시형태에서 유체 채널 시스템은 밸브(미도시)와 같은 압력 방출 메커니즘을 포함한다. 일 실시형태에서 압력 방출 메커니즘은 적어도 하나의 액세스 개구(324)에서 유체 채널 시스템과 연결된다. 일 실시형태에서 압력 방출 메커니즘은 고속 스핀들 커버(180)에 위치한다.
내부 서브시스템(240)은 고속 스핀들 캐비티(440) 내에서 적어도 하나의 베어링을 이용하여 장착된다. 적어도 하나의 베어링의 외부 링은 캐비티 표면(예를 들어 제1베어링 캐비티-장착 표면(406) 및 제2베어링 캐비티-장착 표면(408))의 일부에 배치되는데, 이 표면의 특성 및 표면 마감은 도 5에서 가장 잘 보이는 바와 같이 베어링 링을 장착하는데 적합하여 고속 회전 및 고속 기계가공 중에 억지 끼워 맞춤(tight fit) 및 고 정밀도를 제공한다.
일 실시형태에서, 베어링 장착 표면(406, 408)에서의 표면 마감 파라미터(Ra)는 0.2 마이크로미터 미만이고, 즉 ISO 1302의 N4이다. 일 실시형태에서, 베어링 장착 표면(406, 408)에서의 표면 마감 파라미터(Ra)는 0.4 마이크로미터 미만이고, 즉 ISO 1302의 N5이다. 일 실시형태에서, 베어링 장착 표면(406, 408)에서의 표면 마감 파라미터(Ra)는 0.8 마이크로미터 미만이고, 즉 ISO 1302의 N6이다. 일 실시형태에서, 베어링 장착 표면(406, 408)에서의 표면 마감 파라미터(Ra)는 1.6 마이크로미터 미만이고, 즉 ISO 1302의 N7이다.
일 실시형태에서, 베어링 장착 표면(406, 408)에서의 동심 공차(concentricity tolerance)는 2 마이크로미터 미만이다. 일 실시형태에서, 베어링 장착 표면(406, 408)에서의 동심 공차는 3 마이크로미터 미만이다. 일 실시형태에서, 베어링 장착 표면(406, 408)에서의 동심 공차는 4 마이크로미터 미만이다. 일 실시형태에서, 베어링 장착 표면(406, 408)에서의 동심 공차는 5 마이크로미터 미만이다.
일 실시형태에서, 베어링 장착 표면(406, 408)에서의 실린더 공차는 2 마이크로미터 미만이다. 일 실시형태에서, 베어링 장착 표면(406, 408)에서의 실린더 공차는 3 마이크로미터 미만이다. 일 실시형태에서, 베어링 장착 표면(406, 408)에서의 실린더 공차는 4 마이크로미터 미만이다.
예시된 실시형태에서, 베어링 장착 표면인 제1베어링 캐비티-장착 표면(406) 및 제2베어링 캐비티-장착 표면(408) 상에 장착되는 2개의 베어링이 있다.
예시된 실시형태에서, 제2베어링 캐비티-장착 표면(408) 위에 베어링 스페이서(610, 도 6)를 배치하기 위한 스페이서 숄더(442)가 있다. 숄더는 두 부재, 즉 대구경 부재(446) 및 소구경 부재(444)로 구성된다. 여기서 대구경 부재(446)의 직경은 소구경 부재(444)의 직경보다 크다.
또한, 센서 모듈 장착부(232)가 도시되어 있다. 예시된 실시형태에서, 장착 슬롯(338)이 있는데, 이를 이용하여 센서 모듈이 고속 스핀들 몸체에 배치 및 고정될 수 있다.
고속 스핀들 터빈을 회전시키는데 사용되는 유체는 생크 채널(416)에서 시작하여 적어도 하나의 1차 수평 유체 채널(422)을 통해, 그리고 적어도 하나의 1차 수직 유체 채널(426)을 통해 고속 스핀들 몸체(120)에 걸쳐 이어지다가 제1유체 매니폴드(370)에서 끝나는 채널 및 노즐 시스템을 통해 터빈과 연결된다.
도 4b는 도 3a에 도시된 고속 스핀들 몸체(120)의 IVB-IVB 평면으로 자른 단면도이다. 스핀들 몸체의 벤트(450)는 고속 스핀들의 외부(496)와 고속 스핀들 캐비티(440)를 유체 연결한다.
단면도에는 단일 재료로 도시되었지만, 몸체(120) 및 생크(110)는 기계적으로 연결되는 다수의 부품으로 형성될 수 있다. 또한, 몸체(120)는 ER 표준에 따른 원뿔(미도시)을 포함할 수 있다. 유체는 원뿔의 외부 채널을 통해 고속 스핀들에 유입될 수 있는데, 이 채널은 스핀들 몸체에 걸쳐 이어지는 채널 및 노즐 시스템의 시작인 원뿔 외피(envelop)의 개구와 연결되고 터빈 블레이드에 근접하여 끝난다.
도 4c는 도 3a에 도시된 IVC-IVC 평면으로 자른 단면도이다. 도 4c는 고속 스핀들 몸체 내의 유체 채널 시스템의 일부를 나타낸다. 도 4c는 고속 스핀들 몸체(120)의 길이에 걸쳐 이어지는 1차 수직 유체 채널(426)과 교차하는 적어도 하나의 1차 수평 유체 채널(422)을 나타낸다. 예시된 실시형태에서, 1차 수직 유체 채널(426)은 제1유체 매니폴드(370)에서 끝난다. 예시된 실시형태에서, 1차 수직 유체 채널(426)과 센서 모듈 장착부(232)를 유체 연결하는 유체 개구(335)가 있다. 일 실시형태에서, 센서 모듈은 고압 유체 압력을 측정하는 유체 압력 센서를 포함한다. 유체 압력 및/또는 속도의 모니터링은 시스템 안정성의 표시를 제공할 수 있다. 일 실시형태에서, 측정은 고속 스핀들에서 제어 루프를 닫는데 사용된다.
하부-배출 스핀들 내의 유체 흐름
도 5를 참조하면, 유체는 고속 스핀들(100) 내에서 흐른다. 바람직한 실시형태에서, 유체는 액체이다. 유체는 생크 말단부(404)의 입구 포트(102)를 통해 고속 스핀들에 유입된다. 유체는 생크 채널(416)을 통해 유체 채널 접합부(418)로 흐른다. 유체 채널 접합부(418)로부터 유체는 적어도 하나의 1차 수평 유체 채널(422) 및 고속 스핀들 몸체의 길이에 걸쳐 이어지는 적어도 하나의 1차 수직 유체 채널(426)로 흐른다.
유체는 밀봉 하우징(150)의 2차 수직 유체 채널(527)을 통해 그리고 커버(180)의 유입 채널(528)을 통해 계속 흐른다.
유체는 2차 수직 유체 채널(527)을 통해 밀봉 하우징(150)에 유입되고, 커버(180)의 유입 채널(528)을 통해 노즐 유체 매니폴드(578)를 거쳐 적어도 하나의 노즐(576)로 계속 흐른다. 적어도 하나의 노즐(576)로부터 유출되는 유체는 터빈(570) 쪽으로 보내져서 샤프트(530)를 고속으로 회전시킨다.
터빈(570)과 충돌하는 유체의 일부는 터빈으로부터 샤프트(530) 근처 및 샤프트 공구 말단부(598) 쪽에 있는 중앙 유체 출구(571)로 방향 전환된다. 예시된 실시형태에서, 중앙 유체 출구(571)는 커버에서 하부 환형 틈(annular gap)(572A), 하부 환형 캐비티(587) 및 제1축방향 출구 개구(588)를 포함한다.
남아있는 유체는 터빈으로부터 제2유체 출구(573)로 방향 전환된다. 예시된 실시형태에서, 제2유체 출구(573)는 회전 터빈과 노즐 링 사이의 상부 환형 틈(572B), 회전 플링거 하부의 밀봉 환형 틈(574), 및 밀봉 하우징(150) 내에 형성된 제2환형 유체 매니폴드(552)를 포함한다.
예시된 실시형태에서, 제2유체 출구(573)는 커버(180)의 커버 출구 채널(583) 및 적어도 하나의 제2축방향 출구 개구(586)와 유체 연결되는 정지 유체 출구 채널(556)을 또한 포함한다. 예시된 실시형태에서, 제2유체 출구(573)로부터 유출되는 유체는 샤프트 공구 말단부(598) 쪽으로 보내진다. 제2유체 출구(573)로부터 유출되는 유체는 알파 각도를 이루면서 샤프트 공구 말단부(598) 쪽으로 보내진다. 하나의 실시형태에서, 알파는 10도보다 크고, 다른 실시형태에서 알파는 20도보다 크다.
터빈(570) 및 하부와 상부 환형 틈(572A, 572B)에서의 유체 압력 변동으로 인해, 회전 플링거 하부의 밀봉 환형 틈(574)에 있는 유체의 일부는 플링거 위로 계속 흐를 수 있다. 하나의 실시형태에서, 주 난류 포켓(512)은 제2환형 유체 매니폴드(552) 위에 밀봉 하우징(150) 내의 리세스로 형성된다.
밀봉 시스템의 목적은 터빈(570)으로부터 유출되는 유체가 제2베어링(508) 하부의 틈(506)으로 흐르는 것을 방지하는 것이다.
어떤 경우에, 고속 스핀들(100)은 사용된 후에 ATC 또는 다른 보관부에 보관되고, 보관 위치는 수직이며, 절삭 공구는 위로 또는 수평방향으로 또는 다른 각도로 향한다. 이러한 경우에서 절삭 공구 상에, 터빈(570) 상에 또는 밀봉 하우징(150) 내에 남아있는 잔류 유체가 비-접촉 밀봉부를 가로질러 제2베어링(508) 쪽으로 흐를 우려가 있다. 스핀들이 뒤집힌 위치에 있을 경우, 주 난류 포켓(512)은 리세스(924)에 있는 잔류 유체의 일부 또는 전부를 보유하도록 구성된다.
샤프트(530)의 회전방향은 터빈(570)의 핀(fin) 형상에 의해 결정되는데, 핀은 대칭 또는 비대칭이고, 노즐 방향이다. 하나의 실시형태에서 터빈 핀 및 노즐은 반시계(CCW) 방향으로 샤프트를 회전시키도록 형성된다. 다른 실시형태에서 터빈 핀 및 노즐은 시계(CW) 방향으로 샤프트를 회전시키도록 형성된다.
내부 서브시스템
도 6을 참조하면, 도 6은 도 1a 및 1b에 도시된 스핀들의 내부 서브시스템(240) 및 밀봉 하우징(150)의 제1실시형태의 하부 사시도를 나타낸다.
내부 서브시스템(240)은 샤프트(530), 제1베어링(606), 제2베어링(볼 수 없음), 제1베어링(606) 외부 링과 제2베어링 외부 링(미도시) 옆에 배치되는 베어링 스페이서(610), 플링거(660) 및 샤프트(530)에 부착된 터빈(570A, 여기서 "A"는 대안적인 실시형태를 표기하도록 추가되고, 이 경우에서 터빈은 일체와 반대로 분리된다)을 포함한다. 밀봉 하우징(150)은 내부 서브시스템(240)의 적어도 일부 둘레에 배치되어 비-접촉 밀봉부를 제공함으로써 제2베어링(508, 도 5)에 유체가 도달하는 것을 방해하도록 돕는다.
밀봉 하우징의 하부 표면(651)에는, 내부 서브시스템(240)과 밀봉 하우징(150)을 스핀들 몸체(120)와 연결하는데 사용되는 볼트를 위한 카운터 보어(656), 수직 유체 채널의 하부 개구(354), 스핀들 커버(180)와 밀봉 하우징(150)을 연결하기 위한 나사 홀(352) 및 밀봉 하우징 유체 출구 홀(686), 밀봉 하우징의 하부 표면(651)과 커버 사이에 삽입되는 평탄한 개스킷(미도시)을 안착시키는(bench) 외부 숄더(622) 및 내부 숄더(623)가 있다. 밀봉 하우징의 하부 표면(651)은 커버(180)와 가장 가까운 표면이다.
베어링 스페이서(610)는 베어링 스페이서 개구(612)를 포함할 수 있다. 센싱 개구(334)와 결합하여, 베어링 스페이서 개구(612)는 회전을 감지하는 센서 모듈 센서을 위한 가시선 경로를 제공할 수 있거나, 베어링 스페이서 개구(612)는 광학적으로 불투명 또는 반투명하지만, 전자기 센서의 작동을 위한 전자기 스펙트럼의 특정 주파수에서 충분히 투명한 재료로 설계될 수 있다.
도 7을 참조하면, 도 6의 VII-VII 축으로 자른 단면도가 도시되어 있다. 내부 서브시스템(240)은 샤프트(530), 제1베어링(606) 및 제2베어링(508), 제1 및 제2베어링 외부 링(716, 718) 옆에 배치되는 베어링 스페이서(610), 플링거(660), 샤프트(530)에 부착된 적어도 하나의 터빈(570A), 샤프트(530)의 원위 하단부의 콜릿 너트용 콜릿 장착 표면(794) 및 나사산(795)을 포함한다.
샤프트는 그 길이 축을 따라 대칭이고 최소 진동으로 고속 회전을 위해 동력학적으로 균형을 이루고 있다.
일 실시형태에서, 베어링(606, 508)은 각 접촉 베어링이다. 다른 실시형태에서 베어링(606, 508)은 깊은 홈, 롤러 또는 바늘과 같은 접촉 베어링이다. 다른 실시형태에서, 베어링(606, 508)은 슬립 링 베어링, 마찰 베어링, 자기 베어링, 공기 또는 유압 베어링과 같이 전동 요소를 갖지 않는다.
특정 실시형태에서, 베어링 고유 주파수의 여기를 방지하기 위해, 베어링(606, 508)은 동일한 설계를 갖지 않고, 예를 들어 다른 직경, 폭 및/또는 형태를 갖는다.
특정 실시형태에서, 베어링은 샤프트와 일체화됨으로써 베어링 내부 레이스가 샤프트와 일체화되고(미도시) 베어링이 샤프트 상에 조립된다. 일체화된 베어링은 소구경 및 경량 시스템을 가능하게 한다.
일 실시형태에서, 제1 및 제2베어링(606, 508)은 축방향 사전 설치(axial preload)로 샤프트(530) 상에 장착된다. 베어링은 샤프트(530)에 접착된 각각의 제1 및 제2베어링 내부 링(717, 719)과의 조립 중에 사전 설치될 수 있다. 베어링 사전 설치는 2개의 인자로 특정될 수 있는데, 즉 베어링 외부 링(716, 718) 사이에 장착되는 적어도 하나의 베어링 스페이서(610)의 크기와 특성, 그리고 접착제가 경화되는 동안 베어링이 설치되는 조립 공정이다. 일 실시형태에서, 제1베어링 내부 링(717)은 샤프트의 숄더 또는 유사물, 즉 제1베어링 장착 숄더(733)에 장착된다. 일 실시형태에서, 제2베어링 내부 링(719)은 샤프트의 숄더 또는 유사물, 즉 제2베어링 장착 숄더(738)에 장착된다. 일 실시형태에서, 시스템은 샤프트에 나사 결합하고 제1베어링 내부 링(717)에 조여지는 샤프트 상부 나사(704)를 이용하여 사전 설치된다. 샤프트에 나사 결합하는 샤프트 상부 나사(704)는 제1베어링 내부 링(717)의 회전을 방지하여 샤프트에 나사 결합하는 샤프트 상부 나사(704)가 조여지고 잠김으로써 베어링에 대한 사전 설치를 제공한다.
적어도 하나의 터빈 핀을 구비한 터빈(570A)은 비-접촉 밀봉 하우징 옆에, 샤프트 공구 말단부(598) 쪽으로 배치된다. 일 실시형태에서, 적어도 하나의 터빈 핀을 지지하는 터빈 링(774)은 샤프트 상에 장착된다. 이 설계로 인해 동일한 샤프트 설계로 다른 형태의 터빈(570A)의 이용이 가능하다.
다른 실시형태에서 적어도 하나의 터빈 핀을 구비한 터빈(570)은 샤프트(530)와 일체화된다. 즉, 샤프트와 터빈은 함께 일체형으로 가공된다. 샤프트와 터빈의 일체화는 조립을 간략화하고 정밀한 축 대칭을 제공한다.
일 실시형태에서, 샤프트에는 샤프트 잠금 홀(lock hole)(734)이 있다. 샤프트 잠금 홀(734)은 콜릿이 조여지고 있을 때 샤프트와 외부 공구(미도시)를 고정하는데 사용된다.
외부 공구는 고속 스핀들 몸체의 대응하는 샤프트 잠금 홀을 통해 삽입된다. 일 실시형태에서, 고속 스핀들 몸체의 대응하는 샤프트 잠금 홀은 스핀들 몸체의 벤트(450)이다.
베어링 스페이서(610)는 적어도 하나의 베어링의 배치를 용이하게 하고 필요한 사전 설치를 지원하도록 설계된다. 예시된 실시형태에서, 베어링 스페이서는 제1베어링 외부 링(716) 및 제2베어링 외부 링(718) 사이에 배치된다. 이 구성에서, 베어링 스페이서(610)는 샤프트(530)와 회전하지 않는다.
일 실시형태에서, 베어링 스페이서(610)는 고속 스핀들 몸체에 대해 이를 배치시키는 부재(미도시)를 포함할 것이다. 예시된 실시형태에서, 베어링 스페이서(610)는 고속 스핀들 캐비티(440)의 대응하는 스페이서 숄더(442)에 안착되는 배치 숄더(711)를 포함한다.
도 6에 대해 상술한 바와 같이, 베어링 스페이서 개구(612)는 베어링 스페이서(610)에 구비될 수 있다.
일 실시형태에서, 샤프트는 회전 위치 참조부(714)를 포함하는데, 이것에 의해 샤프트 회전 속도가 결정될 수 있다. 회전 위치 참조부(714)는 샤프트(530)의 축 대칭과 균형에 영향을 주지 않도록 설계된다. 하나의 실시형태에서, 회전 위치 참조부는 샤프트의 반경 축을 따라 샤프트에 있는 하나 이상의 관통 홀이다. 다른 실시형태에서, 위치 참조부는 샤프트 직경을 좌우로 가로지르지 않는 다수의 홀로 형성된다. 다른 실시형태에서 회전 위치 참조부는 샤프트로부터 돌출되거나 샤프트의 캐비티 내에 위치하는 플랫, 슬롯, 핀(fin)형 돌출부, 컷오프, 핀(pin) 또는 탭이다. 다른 실시형태에서, 참조부는 색상, 표면 마감, 전기 또는 자기 특성과 같은 샤프트 특성의 국부적 변화에 의해 형성된다. 다른 실시형태에서, 참조부는 샤프트 상에 링 또는 커버를 추가함으로써 형성되는데, 여기서 링 또는 커버는 센서에 의해 확인될 수 있는 국부적 특징을 갖는다. 일 실시형태에서, 자석이 관통 홀에 배치된다. 일 실시형태에서, 샤프트 재료와 다른 재료가 관통 또는 비-관통 홀에 배치된다.
일 실시형태에서, 적어도 하나의 베어링 내부 링(717, 719)은 베어링 샤프트-장착 표면(732, 736) 상에 장착된다. 예시된 실시형태에서 2개의 샤프트 베어링 장착 표면, 즉 제1베어링 샤프트-장착 표면(732) 및 제2베어링 샤프트-장착 표면(736)이 있다. 두 표면은 고속 스핀들 캐비티(440) 내의 베어링 장착 표면(406, 408)에 대해 상세하게 기술한 것과 유사한 표면 특성을 갖는다.
도 8a를 참조하면, 도 6의 분해도가 도시되어 있다. 예시적인 실시형태에서 샤프트(530)는 플링거(660) 및 터빈(570)과 일체화된다. 샤프트는 제1베어링 샤프트-장착 표면(732) 및 제2베어링 샤프트-장착 표면(736)을 포함하도록 가공된다.
밀봉 하우징(150)은 그 하부 표면(651)이 샤프트 공구 말단부(598) 쪽으로 향하도록 샤프트 상에 배치된다. 밀봉 하우징(150)이 제 위치에 있으면, 제2베어링(508), 베어링 스페이서(610) 및 제1베어링(606)은 샤프트 상에 조립된다. 조립체를 마감하는 것은 샤프트 상부 나사(704)이다.
도 8b를 참조하면, 적어도 하나의 터빈(570A)은 샤프트 공구 말단부(598)로부터 샤프트 상에 조립 및 연결되는 터빈 링(774)과 연결된다. 터빈 링을 사용하는 이점은 그것이 동일한 샤프트 및 내부 서브시스템 상에 다른 터빈 디자인을 조립하는 융통성을 제공한다는 것이다. 일 실시형태에서, 플링거(660A)는 샤프트 공구 말단부(598)로부터 샤프트 상에 조립 및 연결되는 링 상에 장착된다. 일 실시형태에서, 플링거는 샤프트 공구 말단부(598)로부터 샤프트 상에 조립 및 연결되는 가늘고 긴 터빈 링(미도시) 상에 장착된다.
( 축방향 배출 스핀들에 도시된) 비-접촉 밀봉부
비-접촉 밀봉부는 밀봉 하우징(150)과 회전 플링거(660)의 조합에 의해 주로 제공된다. 회전 플링거는 (660A)에 부착되거나 (660)과 샤프트(530)의 일체형이고, 제2베어링(508) 쪽으로의 유체 흐름을 방해한다.
비-접촉 밀봉부는 시스템이 회전하고 있는 경우 접촉 마찰을 일으키지 않도록 설계된다. 유사하게, 접촉 마찰 마모 및 찢김이 없을 것이다. 일 실시형태에서, 비-접촉 밀봉부는 길이가 짧다. 일 실시형태에서, 그 길이는 최대 샤프트 직경의 2배보다 작다. 다른 실시형태에서 그 길이는 최대 샤프트 직경보다 작다. 또 다른 실시형태에서 그 길이는 최대 샤프트 직경의 절반보다 작다.
밀봉 시스템은 비-접촉 밀봉부로 구성되고, 적어도 하나의 접촉 밀봉부를 추가로 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 밀봉 시스템 길이는 짧다. 일 실시형태에서, 그 길이는 최대 샤프트 직경의 2배보다 작다. 다른 실시형태에서 그 길이는 최대 샤프트 직경보다 작다. 또 다른 실시형태에서 그 길이는 최대 샤프트 직경의 절반보다 작다.
접촉 밀봉부가 존재할 경우, 접촉 밀봉부는 스핀들이 정지 중이거나 저속으로 회전할 경우 스핀들(100)의 정지 요소와 회전 요소 사이의 접촉을 유지시킨다. 또한, 스핀들이 정지 중이거나 저속으로 회전할 경우, 접촉 밀봉부는 시스템 배향과 무관하게 정지 및 회전 요소 양쪽과의 접촉을 유지시킨다.
그러나, 스핀들이 고속으로 회전할 경우, 접촉 밀봉부는 접촉 밀봉부 형태에 따라 정지 요소 또는 회전 요소 중 어느 한쪽 만과의 접촉을 유지시킨다. 접촉 밀봉부는 고속 회전 중에 정지 요소 또는 회전 요소 만과의 접촉을 유지시키기 때문에, 접촉 밀봉부 상에 또는 그것이 접촉하고 있는 요소에 마모 및 찢김이 적다. 유사하게, 접촉 마찰로 인한 부스러기의 양은 최소이다.
비-접촉 밀봉부는 마찰 없는 시스템이고, 즉 고체 부품 사이에 마찰이 없다. 시스템에서의 유일한 마찰은 정지 및 회전 요소 사이에서 회전하는 유체 및/또는 부스러기에 의해 유발된다.
도 9a를 참조하면, 도 1a의 스핀들의 부분 단면도가 도시되어 있다. 도시된 부분은 일반적으로 비-접촉 밀봉부(900)를 나타낸다. 비-접촉 밀봉부(900)는 터빈(570)으로부터 유출되는 유체가 제2베어링(508) 하부의 틈(506)으로 흐르는 것을 방지하도록 설계된다.
비-접촉 밀봉부(900)는 2개의 요소, 즉 샤프트의 일부이거나 샤프트와 연결되는 회전 요소, 특히 플링거(660), 및 고속 스핀들 몸체(120)에 고정되는 정지 요소, 특히 밀봉 하우징(150)으로 구성된다. 일 실시형태에서(도 11a 및 11b 참조), 정지 요소는 고속 스핀들 몸체(120)에 고정되는 제1정지 요소(밀봉 하우징(150)) 및 밀봉 하우징(150)과 연결되는 제2정지 요소(정지 링(1340))로 구성된다.
비-접촉 밀봉부(900)는 샤프트(530) 상에 장착되는 제2베어링(508) 및 터빈(570) 사이에 위치한다. 고압 유체는 밀봉 하우징(150)의 2차 수직 유체 채널(527)을 통해 비-접촉 밀봉부(900)로 유입되고, 커버(180)의 유입 채널(528), 환형 노즐 유체 매니폴드(578) 및 적어도 하나의 노즐(576)로 계속 흐른다.
예시된 실시형태에서, 노즐 유체 매니폴드(578)는 노즐 링(977) 및 커버(180)의 커버 내부 표면(979)에 의해 형성된다.
비-접촉 밀봉부(900)는 제2환형 유체 매니폴드(552) 및 정지 유체 출구 채널(556)을 적어도 부분적으로 형성하는 밀봉 하우징(150)을 포함한다. 정지 유체 출구 채널(556)은 커버(180)의 축방향 유체 출구 채널인 제1부재(982) 및 제2부재(984) 양쪽 모두와 유체 연결된다. 또한 밀봉 하우징(150)은 상부 커버 환형 틈(572) 및 하부 환형 캐비티(587)와 유체 연결되는 회전 플링거(660) 하부의 밀봉 환형 틈(574)을 적어도 부분적으로 형성한다. 또한 비-접촉 밀봉부(900)는 회전 플링거(660)를 포함한다.
밀봉 하우징(150)은 한쪽으로는 고속 스핀들 몸체(120) 및 다른 한쪽으로는 커버(180)와 연결된다. 밀봉 하우징(150)과 커버(180) 사이의 개스킷(248)은 밀봉부를 제공함으로써, 두 부품에 걸쳐 이어지는 채널들에 흐르는 고압 유체가 누출되지 않는다.
회전 요소와 정지 요소 사이에 있고 이를 통해 유체가 흐르는 환형 틈 부재는 터빈과 노즐 링 사이의 상부 커버 환형 틈(572) 및 회전 플링거(660) 하부의 밀봉 환형 틈(574)을 포함한다.
유체는 샤프트(530) 부근의 제1축방향 출구 개구(588) 및 커버 반경방향 외주부(981)에 가까운 제2축방향 출구 개구(586)를 통해 커버(180)로부터 유출된다.
적어도 하나의 노즐(576)을 통해 흐르고 적어도 하나의 터빈(570)으로 보내지는 고압 유체는 터빈을 고속으로 회전시킨다. 터빈과 충돌하는 유체의 일부는 터빈으로부터 샤프트 공구 말단부(598), 즉 스핀들(100)의 하부 쪽으로, 하부 환형 캐비티(587) 및 제1축방향 출구 개구(588)로 방향 전환된다.
큰 원심력으로 인해, 남아있는 유체는 터빈으로부터 노즐 링과 회전 터빈 사이의 상부 커버 환형 틈(572)으로 방향 전환된다. 거기서부터, 유체는 회전 플링거(660) 하부의 밀봉 환형 틈(574)으로 흐른다.
회전 플링거 하부의 밀봉 환형 틈(574)은 터빈 영역(969) 상부의 샤프트 제1부재(932) 및 밀봉 하우징 내부 표면(954) 사이에 형성된다. 회전 플링거 하부의 밀봉 환형 틈(574)은 밀봉 하우징(150)의 제2환형 유체 매니폴드(552)와 유체 연결된다.
밀봉 환형 틈(574)으로부터, 대부분의 유체는 회전 플링거 하부 표면(962) 쪽으로 흐를 것이고, 한쪽으로는 제2환형 유체 매니폴드(552) 및 다른 한쪽으로는 커버(180)의 축방향 유체 출구 채널, 특히 축방향 유체 출구 채널 제2부재(984)와 유체 연결되는 축방향 유체 출구 채널 제1부재(982)와 유체 연결되는 정지 유체 출구 채널(556) 쪽으로 방향 전환될 것이다. 축방향 유체 출구 채널 제2부재(984)로부터, 유체는 적어도 하나의 제2축방향 출구 개구(586)를 통해 고속 스핀들로부터 유출된다.
도 9b에서 가장 잘 보이듯이, 회전 플링거 하부의 밀봉 환형 틈(574)에 있는 유체의 일부는 회전 플링거 하부 표면(962) 쪽으로 흐르다가, 플링거 가장자리 표면(964)을 지나 플링거 상부 표면(966) 상부로 계속 흐른다.
플링거 상부 표면(966) 상부의 유체 흐름은 비-접촉 밀봉부의 2개 요소에 의해 주로 방해된다.
제1요소는 밀봉 하우징(150)의 환형 리세스(924) 및 회전 플링거 상부 표면(966)에 의해 주로 형성되는 주 난류 포켓(512)이다. 주 난류 포켓(512)은 2개의 개구, 즉 제2환형 유체 매니폴드(552)를 향하고 이로부터 유체가 주 난류 포켓으로 흐르게 되는 큰 개구(926) 및 작은 개구(936)를 갖는다. 슬롯 숄더(934)는 환형 리세스(924)의 반경방향 내부 벽을 형성한다.
밀봉 하우징(150)의 리세스(924) 및 회전 플링거 상부 표면(966) 사이의 상대적인 운동은 유체 난류를 생성한다. 추가적인 난류가 포켓 형상으로 인해 생성될 수 있다. 큰 개구(926)로부터 주 난류 포켓(512)으로 유입되는 유체의 대부분은 리세스(924) 쪽으로 흐른다. 대부분의 유체는 작은 개구(936)를 통해 계속 흐를 수 없는데, 그 이유는 그 단면이 훨씬 작기 때문이며, 유체 흐름은 플링거 상부 표면(966) 쪽으로 방향 전환되어 추가적인 난류를 생성한다. 분리된 요소들에 의해 생성된 유체 난류는 작은 개구(936) 쪽으로의 유체 흐름을 집합적으로 방해한다.
주 난류 포켓(512)을 지나는 유체는 밀봉 하우징(150)과 샤프트(530) 사이, 예시적인 실시형태에서는 슬롯 숄더(934) 및 회전 플링거(660) 상부의 회전 레지(ledge)(938) 사이의 작은 개구(936)에 도달한다.
제2요소는 밀봉 하우징(150)의 내경 상에 있는 계단형 요소(916) 및 대향 샤프트 부재(918)에 의해 형성되는 부 난류 포켓(914)이다. 일 실시형태에서, 2개보다 많은 난류 포켓이 사용될 수 있다. 예를 들어 3개 또는 그 이상의 난류 포켓이 동심으로 배치될 수 있다. 다른 실시형태에서 복수의 부 난류 포켓(914)이 축 방향을 따라 적층될 수 있다. 2개보다 많은 난류 포켓의 사용은 밀봉 효과를 증대시킬 수 있지만, 난류 포켓의 개수 증가의 트레이드오프(tradeoff)는 공간, 유체 마찰 및 제조 비용이다.
부 난류 포켓(914)으로 유입되는 유체의 흐름 패턴은 난류일 것이다. 계단형 요소(916) 및 대향 샤프트 부재(918) 사이의 상대적인 운동은 유체 난류를 생성한다. 유체 난류는 유체의 흐름을 방해한다. 부 난류 포켓(914) 내의 유체에 작용하는 원심력은 유체를 밀봉 하우징(150) 쪽으로, 그리고 밀봉 하우징(150)과 샤프트(530) 사이의 수직방향 틈(922)으로부터는 떨어져서, 부 난류 포켓(914)의 큰 직경 부위에 집중시킬 것이다.
접촉 없이 샤프트를 회전시키기 위해, 제2베어링(508)과 가장 가깝게, 밀봉 하우징(150)과 샤프트(530) 사이에는 작은 틈이 있다. 예시적인 실시형태에서, 틈은 밀봉 하우징(150)과 샤프트(530) 사이의 수직방향 틈(922)이다.
선택적인 접촉 밀봉부
도 10을 참조하면, 스핀들(100)에 사용되기 위한 제2밀봉 시스템이 도시되어 있다. 제2밀봉 시스템은 상술한 제1밀봉 시스템의 비-접촉 밀봉부(900)처럼 주 난류 포켓(512) 및 부 난류 포켓(914)을 구비하는 밀봉 하우징(150)을 포함할 수 있다. 이 제2밀봉 시스템은 제2베어링(508)과 터빈(570) 사이에 위치하는 접촉 밀봉부를 추가로 포함한다. 바람직하게는, 접촉 밀봉부는 제2베어링(508)에 가능한 가깝게 배치된다.
스핀들이 사용된 후에, 스핀들이 정지 중일 경우, 고속 스핀들이 ATC 또는 다른 보관부에 보관되더라도, 접촉 밀봉부는 유체, 액적 및 오염물질이 제2베어링(508)에 도달하는 것을 방지하도록 설계되며, 여기서 보관 위치는 수직(즉, 절삭 공구가 위로 향함) 또는 수평 또는 다른 각도이다. 이러한 경우에는 절삭 공구 상에, 터빈 상에 또는 밀봉 하우징 내에 잔류하는 잔류 유체가 제2베어링 쪽으로 흐를 우려가 있다.
접촉 밀봉부는 이러한 잔류 유체가 제2베어링(508)에 도달하는 것을 방지하도록 설계된다.
접촉 밀봉부는 스핀들이 정지 중일 경우 고속 스핀들 몸체(120)와 연결되는 밀봉 하우징(150) 및 회전 샤프트(530) 사이의 틈에 걸쳐 이어진다.
샤프트가 정지 중이거나 고속 스핀들 비장착 회전 속도의 10% 미만의 저속 RPM으로 회전하는 경우, 접촉 밀봉부는 밀봉 하우징(150)과 회전 샤프트(530)와의 접촉을 유지하도록 설계된다.
샤프트가 고속 RPM으로 회전하는 경우, 접촉 밀봉부는 밀봉 하우징(150)과 회전 샤프트(530) 사이의 접촉을 끊도록 설계된다. 샤프트가 고속 RPM으로 회전하는 경우, 정지 요소와 회전 요소 사이의 접촉 또는 마찰이 없다. 일 실시형태에서, 샤프트가 회전하는 경우, 정지 요소와 회전 요소 사이의 접촉 또는 마찰이 없다.
도 10a를 참조하면, 스프링 플링거(1040)는 회전 샤프트(530) 상에 배치되어 샤프트와 함께 회전한다. 이 실시형태에서, 스프링 플링거는 제1밀봉 시스템 실시형태에서 예시된 상대적으로 단단한 플링거(660)를 대체할 수 있다. 스프링 플링거(1040)는 샤프트 상에 장착된 각진 플랩(angular flap) 또는 스커트(skirt)의 전체 형상을 갖는다. 스프링 플링거(1040)는 고무나 다른 탄성 중합체와 같은 연성 재료 또는 단단한 재료로 만들어진 형상 스프링을 포함한다. 샤프트 회전에 의한 원심력이 가해질 경우, 연성 재료는 스프링 플링거가 늘어나고 변하도록 한다.
도시된 실시형태에서, 스프링 플링거(1040)는 샤프트(530) 상에 스프링 플링거를 장착하는데 사용되는 스프링 플링거 장착 표면(1043) 및 스프링 플링거 단면(1045)을 갖는 연성의 얇은 부재(1044)를 포함한다. 샤프트(530)가 회전하지 않는 경우, 연성의 얇은 부재(1044)는 스프링 플링거 상부 표면(1042)이 밀봉 하우징(150)과 접촉하도록 배치된다. 예시된 실시형태에서, 스프링 플링거 상부 표면(1042)은 정지 표면(1024)과 접촉한다. 스프링 플링거(1040)와 밀봉 하우징(150) 사이의 접촉 라인은 이 접촉 라인(영역 또는 링)의 한쪽에서 다른 쪽으로 유체 흐름을 방지한다.
도 10b를 참조하면, 샤프트(530)의 회전 중에, 원심력이 샤프트 회전에 의해 스프링 플링거(1040)에 가해진다. 연성 재료는 스프링 플링거(1040)가 늘어나도록 하여 스프링 플링거 상부 표면(1042)이 정지 표면(1024)으로부터 약간 떨어져서 재배치되면서 접촉이 없어진다. 스프링 플링거(1040)는 터빈 영역으로부터 제2환형 유체 매니폴드(552)로 유체를 방향 전환하는 플링거로서 기능을 한다.
스프링 플링거(1040)는 연성의 얇은 부재(1044) 상에 또는 그 내부에 배치되고 회전 중에 스프링 플링거(1040)를 늘어나게 하기 위한 중량을 제공하는 무거운 요소(미도시)를 포함할 수 있다. 무거운 요소는 링 또는 도넛 형상이거나 복수의 부재로 구성될 수 있다. 무거운 요소는 스프링 플링거에 또는 그 내부에 몰딩될 수 있다.
선택적인 흐름 제어 구성
도 11a 및 11b를 참조하면, 스핀들의 도시된 실시형태는 스핀들 몸체(120)와 커버(180) 사이에 비-접촉 밀봉부(900)와 실질적으로 유사한 비-접촉 밀봉부를 포함하며, 도시된 실시형태는 밀봉 하우징(150)과 연결되는 제2정지 요소(1340)를 추가로 포함한다.
예시된 실시형태에서, 제2정지 요소(1340)는 밀봉 하우징(150)의 대응 요소 상에 배치되는 정지 링이다. 예를 들어, 밀봉 하우징(150)의 대응 요소는 밀봉 하우징 내부 표면(954), 주로 밀봉 하우징 내부 표면(954)과 수직인 제1표면(1355) 및 주로 제1표면(1355)과 수직인 제2표면(1358)에 의해 형성되는 계단이다. 제2정지 요소(1340)의 외경 및 밀봉 하우징 내부 표면(954)의 직경 크기는 제2정지 요소(1340)와 밀봉 하우징(150) 사이에 억지 끼워맞춤(interference fit) 있도록 설계된다. 대안적으로는 제2정지 요소(1340)는 접착제 또는 다른 수단을 이용하여 밀봉 하우징(150)과 연결된다.
제2정지 요소(1340)는 도 5의 실시형태에서보다 더 좁은 밀봉 환형 채널(1374)을 플링거(660) 하부에 형성한다. 좁은 밀봉 환형 채널(1374)은 커버 환형 틈(572)으로부터 플링거 하부 표면(962)의 루트(root)(1363)로 유체를 보낸다. 유체 압력 및 유체에 작용하는 원심력으로 인해, 유체는 정지 제2환형 유체 매니폴드(552)를 통해 정지 유체 출구 채널(556) 쪽으로 그리고 커버(180)의 유체 개구 또는 밀봉 하우징(150)의 유체 개구(도 14 참조)로 흐를 것이다.
선택적인 캐비티 벤트
도 12를 참조하면, 고속 스핀들 몸체(120)의 벤트(450)의 상세도가 도시되어 있다. 벤트(450)는 상술한 스핀들의 실시형태들에서 사용될 수 있다. 벤트(450)는 스핀들 캐비티(440) 내의 고속 회전 요소로 인해 발생할 수 있는 압력 변동을 감소시킨다. 벤트는 고속 스핀들 몸체(120)를 통해 고속 스핀들 캐비티(440)와 고속 스핀들의 외부(496)를 연결한다. 1기압에서 닫힌 채 있지만 누설될 벤트 개스킷(2054)으로 벤트(450)가 밀봉됨으로써, 개스킷 양쪽 사이에 압력차가 생길 경우 압력 평형을 이루게 한다.
벤트 개스킷(2054)은 양쪽 면에서의 압력 불균형에 의해 유발되는 기하구조 변화로 인해 누설될 것이다. 기하구조 변화는 고속 스핀들 캐비티(440) 및 고속 스핀들의 외부로부터의 유체 출입을 위한 도관을 제공한다.
예를 들어, 압력이 0.05 기압, 0.1 기압 또는 0.17 기압 차이로 변동될 경우, 벤트 개스킷(2054)이 누설될 수 있다.
벤트 개스킷(2054)은 연성 재료로 만들어진다. 하나의 실시형태에서, 개스킷은 고무로 만들어진다. 특정 실시형태에서, 벤트 개스킷(2054)은 적어도 하나의 슬릿을 구비한 연성 재료로 만들어진다. 하나의 실시형태에서, 개스킷은 다른 방향으로 형성된 1개 이상의 슬릿을 구비한 연성 재료로 만들어진다. 다른 실시형태에서, 개스킷은 적어도 하나의 연성 요소를 포함하는 하나의 부픔으로 만들어진다. 예를 들어, 개스킷은 적어도 하나의 연성 요소 또는 스프링을 포함하는 다수-부품 시스템으로 만들어질 수 있다.
벤트 개스킷(2054)은 2개의 너트, 즉 내부 너트(2052)와 외부 너트(2056)에 의해 제 위치에 배치 및 고정될 수 있다. 이 실시형태에서, 벤트 개스킷(2054)은 밴트 채널로의 삽입 전에 조립 및 검사될 수 있다.
다른 실시형태에서, 벤트 개스킷(2054)은 적어도 하나의 외부 너트(2056)에 의해 제 위치에 배치 및 고정되고 벤트 채널의 숄더(미도시)에 의해 지지된다. 벤트 채널의 숄더는 내부 너트와 유사한 지지를 제공한다. 다른 실시형태에서, 벤트 개스킷(2054)은 적어도 하나의 너트 및 벤트 채널의 부분 지지부(미도시)에 의해 제 위치에 배치 및 고정된다. 다른 실시형태에서, 개스킷은 그로브(grove)와 같은 벤트 채널의 지지부에 의해 제 위치에 배치 및 고정될 수 있다.
벤트(450)는 공구를 삽입하는 도관으로 사용되어 스핀들 몸체(120)의 벤트(450) 및 벤트 개스킷(2054)을 통해 공구를 삽입함으로써 샤프트를 제 위치에 고정할 수 있다. 삽입된 공구는 샤프트 상의 대응 요소와 연결됨으로써, 토크가 샤프트 하부에 가해지는 동안, 샤프트는 제 위치에 고정될 수 있다. 예시된 실시형태에서, 샤프트 상의 대응 요소는 보어(bore)(미도시)인데, 그 직경은 공구 말단부의 직경보다 크다. 예시된 실시형태에서 샤프트의 샤프트 잠금 홀은 반경 축으로 샤프트를 가로지른다. 일 실시형태에서, 샤프트 상의 대응 요소는 플랫이다. 일 실시형태에서, 샤프트 상의 대응 요소는 슬롯이다. 일 실시형태에서, 벤트 개스킷(2054)은 원래의 형상으로 복원되기에 충분히 연성이다.
대안적인 2-부품 스핀들 몸체
도 13을 참조하면, 스핀들 몸체(120A)의 다른 실시형태가 분해도로 도시되어 있는데, 스핀들 몸체(120A)는 쉘(2120)과 코어(2130)를 포함한다. 고속 스핀들 몸체를 다수의 부품으로 분할함에 따른 이점이 많은데, 예를 들어 재료 비용의 절감, 다른 적용을 위한 다수 버전의 유사물의 제작에 있어서 설계 유연성, 및 쉘에서 모니터링 및/또는 통신용 전자장치의 임베딩(embedding)이다. 일 실시형태에서, 2개 부품 고속 스핀들 몸체(120A)는 비슷한 단일 부품 고속 스핀들 몸체보다 가볍다.
일 실시형태에서, 쉘(2120)과 코어(2130)는 다른 재료로 만들어진다. 일 실시형태에서 코어는 스테인리스강 또는 강철과 같은 단단한 재료로 만들어진다. 코어 재료는 베어링 장착 영역에서 충분한 경도 및 스핀들 정밀도를 위한 높은 강성을 제공해야 한다. 일 실시형태에서, 쉘은 알루미늄, 복합 재료 또는 플라스틱과 같은 가벼운 재료로 만들어진다. 쉘 재료는 거기에 도입되는 고압 유체 채널을 지지하기에 충분한 강도를 가져야 한다.
예시된 실시형태에서, 2개 부품 고속 스핀들 몸체(120A)는 단일 부품 고속 스핀들 몸체(120, 도 4)와 교체 가능함으로써, 만약 있다면 최소 변경이 다른 시스템 부품에 이루어질 필요가 있다. 특정 실시형태에서, 쉘은 모니터링 및 제어 요소용 센서 및 하우징과 같은 기능성을 추가함으로써 변경될 수 있다.
도 13은 쉘(2120), 코어(2130), 제1오링(2107) 및 제2오링(2019)을 나타내는데, 오링은 쉘(2120)과 코어(2130)의 생크(110) 부위 사이에 배치된다. 제3오링(2111) 및 제4오링(2113)은 제2오링 슬롯(2112)에서 코어(2130) 둘레에 배치된다.
코어(2130)는 생크(110), 넓은 직경 부위인 베어링 캐비티 하우징(2142), 1차 수평 유체 채널(422)의 개구 및 코어 벤트 개구(2152)를 포함한다. 쉘(2120)은 쉘 벤트 개구(2150)를 포함한다.
도 14a를 참조하면, A-A 단면은 코어(2130)의 단면이다. 도 14a는 2개 부품 고속 스핀들 몸체(120A) 내의 유체 채널 시스템의 일부를 나타낸다. 유체 채널 시스템은 유체 유입구(102)와 유체 채널 접합부(418)를 유체 연결하는 생크(110) 내의 생크 채널(416)로 구성된다. 유체 채널 접합부(418)는 적어도 하나의 1차 수평 유체 채널(422)과 유체 연결된다.
또한, 코어(2130)는 고속 스핀들 캐비티 하우징(2142), 고속 스핀들 캐비티(440), 코어 벤트 개구(2152), 2개 부품이 조립될 경우 쉘에 안착되는 코어 표면(2228), 제1오링 슬롯(2209) 및 코어(2130)의 원위 말단부에 있는 제2오링 슬롯(2112), 제1베어링 캐비티-장착 표면(406), 제2베어링 캐비티-장착 표면(408) 및 코어의 센싱 개구(334A)를 포함한다. 코어(2130)의 센싱 개구(334A)는 상술한 전체 몸체(120)의 센싱 개구(334)와 실질적으로 유사하다.
도 14b를 참조하면, 쉘(2120)은 쉘 벤트 개구(2150)를 포함한다. 도시되지 않았지만, 쉘(2120)은 코어(2130) 내의 센싱 개구(334A)와 연결되는 센싱 개구를 포함함으로써 샤프트(530)를 통한 외부로부터의 센싱 액세스를 제공할 수 있다.
도 14c를 참조하면, 쉘 하부는 제1유체 매니폴드(370)와 유체 연결되는 수직 유체 채널 개구(2268), 및 밀봉 하우징(미도시)과 연결하는데 사용되는 쉘 나사 홀(2266)을 포함한다.
도 14d를 참조하면, XXIID 단면은 쉘(2120)의 단면이다. 도 14d는 2개 부품 고속 스핀들 몸체(120A) 내의 유체 채널 시스템의 일부를 나타내는데, 유체 채널 시스템은 코어 내의 적어도 하나의 1차 수평 유체 채널(422), 그리고 제1유체 매니폴드(370)와 유체 연결되는 쉘 내의 1차 수직 유체 채널(426)과 유체 연결되는 적어도 하나의 2차 수평 유체 채널(2224)을 포함한다.
또한, 도 14d는 쉘 벤트 개구(2150), 2개 부품이 조립될 경우 코어 표면(2228)에 안착되는 쉘 표면(2238)을 포함한다.
베어링
많은 인자가 본 발명의 스핀들에 사용되는 최적 베어링의 선택을 좌우한다. 이러한 인자는 이용가능한 공간, 베어링이 받게 될 하중, 속도(가속도 및 감속도 요건 포함), 필요 강성 및 정밀도, 소음 레벨, 비용 고려사항 등을 포함한다.
고속 회전 스핀들은 적어도 하나의 접촉 베어링을 도입할 수 있다. 적합한 접촉 베어링의 예는 레이디얼 접촉 베어링, 각 접촉 볼 베어링, 깊은 홈 볼 베어링, 원통 롤러 베어링, 니들 롤러 베어링, 구면 롤러 베어링, 테이퍼 롤러 베어링을 포함할 수 있다.
상술한 모든 베어링 형태는 개방형, 차폐형 또는 밀봉형 설계일 수 있다.
바람직하게는, 적어도 하나의 베어링은 차폐형 베어링이다. 차폐 링은 베어링 레이스와 전동 요소를 환경으로부터 격리한다. 그러나, 차폐의 격리는 100% 밀폐(hermetic)는 아니며, 즉 베어링 전동 요소와 레이스와 근접한 공간에 유체, 수분, 습기 등의 침투를 완전히 방지하지 않지만, 침투하는 양을 감소시킨다. 또한, 베어링 전동 요소와 레이스와 근접한 유입 공간에서 고체 입자를 차단하는데 매우 효과적이다.
특정 실시형태에서, 차폐 베어링은 전동 요소의 각 면에 하나씩, 즉 2개의 차폐부를 포함한다. 차폐부는 내부와 외부 베어링 레이스의 홈에 장착될 수 있거나 차폐부는 레이스의 외부 부위 상에 장착될 수 있다.
특정 실시형태에서, 하나의 차폐부는 내부와 외부 베어링 레이스의 한쪽 또는 양쪽 홈에 장착되고, 하나의 차폐부는 환경으로부터의 격리가 가장 필요한 방향으로 레이스의 외부 부위 상에 장착된다.
바람직하게는, 적어도 2개의 베어링이 샤프트 상에 장착된다. 특정 실시형태에서 적어도 2개의 베어링은 동일한 반경 치수를 갖는다. 특정 실시형태에서, 적어도 2개의 베어링은 동일한 높이 치수를 갖는다.
대안적으로, 적어도 2개의 베어링은 다른 반경 및/또는 높이 치수를 가질 수 있다. 일 실시형태에서, 절삭 공구 말단부에 가까운 베어링은 샤프트 회전 중에 하중이 높은 부위를 견디도록 설계된다. 일 실시형태에서, 제2베어링은 절삭 공구 말단부로부터 제1베어링보다 더 멀리 장착된다. 일 실시형태에서, 제2베어링은 축방향 신축 능력을 갖도록 설계된다.
일 실시형태에서, 적어도 2개의 베어링은 다른 치수를 가져서 이들과 접촉하는 요소들에서의 진동을 감소시킨다. 일 실시형태에서, 적어도 2개의 베어링은 다른 치수를 가져서 고속 스핀들의 요소들에서의 진동을 감소시킨다. 일 실시형태에서, 적어도 2개의 베어링은 다른 치수를 가져서 이들과 접촉하는 요소들에서의 고주파 진동을 감소시킨다. 일 실시형태에서, 적어도 2개의 베어링은 다른 치수를 가져서 고속 스핀들의 요소들에서의 고주파 진동을 감소시킨다.
일 실시형태에서, 적어도 하나의 베어링 치수는 (12, 28, 8)이다. 일 실시형태에서 적어도 제2베어링 치수는 (10, 26, 8)이다. 여기서 베어링 치수는 다음의 관례를 이용하여 mm로 제공된다: (내경, 외경, 베어링 두께 또는 폭).
일 실시형태에서, 적어도 하나의 베어링 치수는 (15, 28, 7) 또는 (17, 30, 7)이다. 일 실시형태에서 적어도 제2베어링 치수는 (10, 22, 6) 또는 (10, 24, 6) 또는 (12, 24, 6) 또는 (10, 30, 9)이다.
일 실시형태에서, 적어도 하나의 베어링 내경 치수는 10, 11, 12, 13, 14, 15 또는 16 mm보다 작다. 일 실시형태에서, 적어도 하나의 베어링 외경 치수는 19, 20, 21, 22, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 또는 30 mm보다 작다.
일 실시형태에서, 적어도 3개의 베어링이 샤프트 상에 장착된다. 일 실시형태에서, 적어도 4개의 베어링이 샤프트 상에 장착된다.
일 실시형태에서 유체 구동 고속 스핀들은 유체 채널 시스템에 흐르는 고압 유체에 의해 냉각된다. 일 실시형태에서 유체 채널은 베어링에 충분히 근접하여 고속 회전 중에 베어링에 의해 발생하는 열을 제거한다.
베어링 윤활
윤활제의 선택은 중요하다. 접촉 베어링은 많은 형태의 그리스 및 오일로 윤활된다. 윤활제의 선택은 주로 작동 조건, 즉 온도 범위 및 속도뿐만 아니라 주변의 영향에 의존한다. 유체 구동 고속 스핀들에서, 윤활제는 소량의 유체에 둔감하면서 고속 회전을 지탱해야 한다.
일 실시형태에서 베어링 전동 요소와 레이스는 윤활 재료에 의해 유체, 증기, 습기 및 고체 입자로부터 보호된다. 일 실시형태에서 윤활 재료는 그리스이다.
일 실시형태에서 그리스는 합성 오일 및 금속 비누 증점제(thickener) 및/또는 첨가제로부터 만든 화합물이다. 베이스 오일로도 알려진 합성 오일의 가능한 예는 PAO(폴리-알파-올레핀)이다.
금속 비누 증점제는 리튬 비누 및 리튬 복합 비누를 포함한다. 첨가제는 부식 억제제 및/또는 PFPE 및/또는 PTFE 화합물을 포함한다. PFPE 및 PTFE 화합물을 함유하는 그리스는 통상적으로 물, 산, 염기 및 대부분의 유기 용매에 불용성이고, 극압(extreme pressure)과 큰 기계적 응력을 견딜 수 있다. 예를 들어 UniFlor의 퍼플루오로폴리에테르(PFPE) 윤활제, 즉 화합물 #8172; #8981; #8917; #8512; #8950 그리고 동일 및/또는 다른 제조사의 다른 물질이 있다.
일 실시형태에서 공간 제약은 ATC 요건에 근거하여 특정된다. 일 실시형태에서, 고속 스핀들의 최대 직경은 80 mm이다.
샤프트
샤프트 설계는 큰 직경을 요구하는 높은 강성, 적은 질량을 요구하는 높은 속도, 작은 샤프트 직경을 요구하는 적은 마찰과 같은 상출되는 고려사항을 포함한다. 샤프트 설계 고려사항은 또한 시스템의 공간과 부피의 유효성뿐만 아니라 절삭 공구 직경이다.
일 실시형태에서, 최대 절삭 공구 직경은 7 mm이다. 일 실시형태에서, 최대 절삭 공구 직경은 7 mm이고 회전 속도는 적어도 초당 25,000 회전이다. 일 실시형태에서, 최대 절삭 공구 직경은 6 mm이고 회전 속도는 적어도 초당 35,000 회전이다.
일 실시형태에서, 절삭 공구는 ER 11 표준에 의해 특정된 요건에 따라 부착함으로써 샤프트에 고정된다.
일 실시형태에서, 샤프트 직경은 그 길이를 따라 변한다. 일 실시형태에서, 샤프트 직경은 적어도 하나의 베어링의 장착부에서보다 절삭 공구 말단부에서 더 크다. 일 실시형태에서, 샤프트 직경은 콜릿 근처에서는 적어도 12 mm 및/또는 절삭 공구 말단부 상부에서는 적어도 17 mm이다. 일 실시형태에서 적어도 하나의 베어링의 장착부에서의 샤프트 직경은 적어도 10 mm이다. 일 실시형태에서, 적어도 제2베어링의 장착부에서의 샤프트 직경은 적어도 하나의 베어링의 장착부에서의 샤프트 직경보다 크다. 일 실시형태에서, 적어도 제2베어링의 장착부에서의 샤프트 직경은 적어도 하나의 베어링의 장착부에서의 샤프트 직경보다 작다.
유체 시스템 고려사항
일 실시형태에서 고속 스핀들로 유입되는 유체 압력은 10 bar보다 크다. 일 실시형태에서 고속 스핀들로 유입되는 유체 압력은 17 bar보다 크다. 일 실시형태에서 고속 스핀들로 유입되는 유체 압력은 20 bar보다 크다. 일 실시형태에서 고속 스핀들로 유입되는 유체 압력은 25 bar보다 크다. 일 실시형태에서 고속 스핀들로 유입되는 유체 압력은 40 bar보다 크다.
일 실시형태에서 고속 스핀들로 유입되는 유체 흐름은 분당 5 리터보다 많다. 일 실시형태에서 고속 스핀들로 유입되는 유체 흐름은 분당 10 리터보다 많다. 일 실시형태에서 고속 스핀들로 유입되는 유체 흐름은 분당 17 리터보다 많다. 일 실시형태에서 고속 스핀들로 유입되는 유체 흐름은 분당 20 리터보다 많다.
일 실시형태에서 고속 스핀들로 유입되는 유체 압력은 17 bar이고 흐름은 분당 12 리터이다. 일 실시형태에서 고속 스핀들로 유입되는 유체 압력은 17 bar이고 흐름은 분당 9 리터이다.
일 실시형태에서 유체는 주로 물 기반이다. 일 실시형태에서 유체는 기계가공 공정에 사용되는 에멀션이다. 일 실시형태에서 유체는 주로 오일 기반이다.
실시형태 스핀들 작동 특성
일 실시형태에서 절삭 공구 팁 상에 가해지는 축 하중은 25 N보다 적다. 일 실시형태에서 절삭 공구 팁 상에 가해지는 축 하중은 50 N보다 적다. 일 실시형태에서 절삭 공구 팁 상에 가해지는 축 하중은 75 N보다 적다.
일 실시형태에서 절삭 공구 팁 상에 가해지는 수직 하중은 50 N보다 적다. 일 실시형태에서 절삭 공구 팁 상에 가해지는 수직 하중은 100 N보다 적다. 일 실시형태에서 절삭 공구 팁 상에 가해지는 수직 하중은 170 N보다 적다. 일 실시형태에서 절삭 공구 팁 상에 가해지는 수직 하중은 200 N보다 적다.
일 실시형태에서 고속 스핀들 회전 속도의 가속도와 감속도는 1700 rad/sec2보다 낮다. 일 실시형태에서 고속 스핀들 회전 속도의 가속도와 감속도는 1700 rad/sec2보다 낮다. 일 실시형태에서 고속 스핀들 회전 속도의 가속도와 감속도는 2000 rad/sec2보다 낮다. 일 실시형태에서 고속 스핀들 회전 속도의 가속도와 감속도는 3000 rad/sec2보다 낮다.
일 실시형태에서 생크와 샤프트 말단부 사이의 회전 정밀도는 2.5 마이크론보다 낮다. 일 실시형태에서 생크와 샤프트 말단부 사이의 회전 정밀도는 5 마이크론보다 낮다. 일 실시형태에서 생크와 샤프트 말단부 사이의 회전 정밀도는 10 마이크론보다 낮다. 일 실시형태에서 생크와 샤프트 말단부 사이의 회전 정밀도는 17 마이크론보다 낮다.
A: 종축
100: 스핀들
101: 생크 연장부
102: 입구 포트
110: 생크
120, 120A: 몸체
130: 센서 모듈
150, 150A, 150B: 밀봉 하우징
180, 180A, 180B: 커버
204: 여과 유닛 너트
206: 메쉬
214: 렌치 그립
218: 밀봉 슬롯
232: 장착부
240: 내부 서브시스템
248: 개스킷
252: 제1나사
282: 제2나사
290: 콜릿
292: 콜릿 너트
312: 원뿔형 생크
324: 액세스 개구
334: 센싱 개구
335: 유체 개구
336: 장착 나사산
338: 장착 슬롯
352: 나사 홀
354: 하부 개구
370: 제1유체 매니폴드
398: 하단부
404: 생크 말단부
406: 제1베어링 캐비티 장착 표면
408: 제2베어링 캐비티 장착 표면
412: 생크 나사산
416: 생크 채널
418: 유체 채널 접합부
422: 1차 수평 유체 채널
426: 1차 수직 유체 채널
440: 캐비티
442: 스페이서 숄더
444: 소구경 부재
446: 대구경 부재
450: 벤트
496: 외부
506: 틈
508: 제2베어링
512: 주 난류 포켓
527: 2차 수직 유체 채널
528: 유입 채널
530: 샤프트
552: 2차 환형 유체 매니폴드
556: 정지 유체 출구 채널
570, 570A: 터빈
571: 중앙 유체 출구
572A: 하부 환형 틈
572B: 상부 환형 틈
572: 환형 틈
573: 제2유체 출구
574: 밀봉 환형 틈
576: 노즐
578: 노즐 유체 매니폴드
583: 출구 채널
586: 제2축방향 출구 개구
587: 하부 환형 캐비티
588, 588A: 제1축방향 출구 개구
598: 샤프트 공구 말단부
606: 제1베어링
610: 베어링 스페이서
612: 베어링 스페이서 개구
622: 외부 숄더
623: 내부 숄더
651: 하부 표면
656: 카운터 보어
660, 660A: 플링거
686: 밀봉 하우징 유체 출구 홀
704: 샤프트 상부 나사
711: 배치 숄더
714: 회전 위치 참조부
716: 제1베어링 외부 링
717: 제1베어링 내부 링
718: 제2베어링 외부 링
719: 제2베어링 내부 링
732: 제1베어링 샤프트 장착 표면
733: 제1베어링 샤프트 장착 숄더
734: 샤프트 잠금 홀
736: 제2베어링 샤프트 장착 표면
738: 제2베어링 샤프트 장착 숄더
774: 터빈 링
794: 콜릿 장착 표면
795: 나사산
900, 900A: 비-접촉 밀봉부
914: 부 난류 포켓
916: 계단형 요소
918: 대향 샤프트 부재
922: 수직방향 틈
923: 평탄한 상부 표면
924: 리세스
925: 슬롯 벽
926: 큰 개구
932: 샤프트 제1부재
934: 슬롯 숄더
936: 작은 개구
938: 회전 레지
954: 밀봉 하우징 내부 표면
961: 제2플링거
962: 플링거 하부 표면
963: 제2플링거 하부 표면
964: 플링거 가장자리 표면
966: 플링거 상부 표면
969: 터빈 영역
977: 노즐 링
979: 커버 내부 표면
981: 반경방향 외주부
982: 축방향 유체 출구 채널 제1부재
984: 축방향 유체 출구 채널 제2부재
1024: 정지 표면
1040: 스프링 플링거
1042: 스프링 플링거 상부 표면
1043: 스프링 플링거 장착 표면
1044: 얇은 부재
1045: 스프링 플링거 단면
1340: 정지 링
1355: 제1표면
1358: 제2표면
1363: 루트
1374: 좁은 밀봉 환형 채널
2052: 내부 너트
2054: 벤트 개스킷
2056: 외부 너트
2107: 제1오링
2109: 제2오링
2111: 제3오링
2112: 제2오링 슬롯
2113: 제4오링
2120: 쉘
2130: 코어
2142: 캐비티 하우징
2150: 쉘 벤트 개구
2152: 코어 벤트 개구
2209: 제1오링 슬롯
2224: 2차 수평 유체 채널
2228: 코어 표면
2238: 쉘 표면
2266: 쉘 나사 홀
2268: 수직 유체 채널 개구

Claims (25)

  1. 상부의 생크 말단부(404) 및 하부의 샤프트-공구 말단부(598)를 포함하는 종축(A)을 갖는 액체 동력 스핀들(100)로서,
    a) 스핀들 캐비티(440)를 갖는 몸체(120);
    b) 캐비티(440)에 배치되는 적어도 하나의 베어링(508);
    c) 캐비티(440) 내에서 적어도 하나의 베어링(508)에 의해 지지되는 샤프트(530);
    d) 몸체(120)의 하단부와 연결되는 밀봉 하우징(150);
    e) 밀봉 하우징(150)의 하단부와 연결되는 커버(180);
    f) 입구 포트(102)로부터 노즐(576)로 액체를 보내기 위한 유체 채널 시스템;
    g) 샤프트(530)에 부착되고, 샤프트를 회전시키기 위한 적어도 하나의 노즐과 유체 연결되는 터빈(570); 및
    h) 터빈(570)이 플링거(660) 및 하부의 샤프트-공구 말단부(598) 사이에 있도록, 샤프트(530)에 부착되고 터빈(570) 상부에 배치되는 플링거(660)를 포함하며,
    밀봉 하우징(150)은 터빈(570)에 의해 위쪽으로 방향 전환된 액체를 복수의 정지 유체 출구 채널(556)로 분배하도록 샤프트(530)를 둘러싸는 환형 유체 매니폴드(552)를 구비하고,
    플링거(660) 및 밀봉 하우징(150)은 조합되어 적어도 하나의 베어링(508) 쪽으로의 액체 흐름을 방해하도록 구성되는 비-접촉 밀봉부(900)를 형성하는 스핀들.
  2. 제1항에 있어서,
    밀봉 하우징(150)은 밀봉 하우징 내에서 리세스(924)에 의해 형성되고 샤프트(530)에 인접하여 배치되는 주 난류 포켓(512)을 추가로 구비하며, 주 난류 포켓은 환형 유체 매니폴드(552) 및 플링거(660) 상부에 배치되는 스핀들.
  3. 제2항에 있어서,
    리세스(924)는 스핀들이 뒤집힌 경우 리세스가 액체를 보유할 수 있도록 리세스(924)의 반경방향 내부 부위로부터 연장되는 숄더(934)를 갖는 스핀들.
  4. 제2항에 있어서,
    주 난류 포켓(512)은 환형 유체 매니폴드(552)와 마주보는 큰 개구(926) 및 밀봉 하우징(150)과 플링거(660) 사이의 틈에 의해 형성되는 작은 개구(936)를 포함하고, 액체 내에서 난류는 작은 개구(936) 쪽으로의 액체 흐름을 방해하는 스핀들.
  5. 제4항에 있어서,
    밀봉 하우징(150)은 주 난류 포켓(512)의 반경방향 안쪽에 있고 작은 개구(936)와 연결되는 부 난류 포켓(914)을 추가로 구비하며, 부 난류 포켓(914)은 밀봉 하우징(150)의 내경에 인접한 계단형 요소(916)에 의해 형성되고,
    부 난류 포켓(914)은 밀봉 하우징(150)과 샤프트(530) 사이의 수직방향 틈(922)을 통한 액체 흐름을 추가로 방해하는 스핀들.
  6. 제1항에 있어서,
    몸체(120)는 스핀들 캐비티(440) 및 몸체 외부 사이에 벤트(450)를 추가로 포함하고, 벤트는 양 방향으로의 흐름을 허용할 수 있는 벤트 개스킷(2054)으로 밀봉되는 스핀들.
  7. 제1항에 있어서,
    몸체(120)에 형성되는 적어도 하나의 개구(334, 335)와 연결되는 센서 모듈(130)을 추가로 포함하고, 적어도 하나의 개구는 센서 모듈이 스핀들의 적어도 하나의 물성을 감지하도록 하는 스핀들.
  8. 제1항에 있어서,
    유체 채널 시스템은
    i) 생크(110)와 연결되는 입구 포트(102);
    ii) 생크 채널(416);
    iii) 생크 채널의 말단부로부터 연장되는 적어도 하나의 1차 수평 유체 채널(422);
    iv) 적어도 하나의 1차 수평 유체 채널로부터 몸체를 통해 연장되는 적어도 하나의 1차 수직 유체 채널(426); 및
    v) 적어도 하나의 1차 수직 유체 채널과 유체 연결되는 적어도 하나의 노즐(576)을 포함하는 스핀들.
  9. 제1항에 있어서,
    스핀들은 몸체(120)와 생크(110) 사이에 배치되어 렌치를 수용하고 척에 스핀들의 장착을 보조하는 렌치 그립(214)을 포함하는 스핀들.
  10. 제1항에 있어서,
    커버(180)는 커버(180)의 하부에 적어도 하나의 제1축방향 출구 개구(588)를 포함하고, 적어도 하나의 제1축방향 출구 개구(588)는 터빈(570)에 의해 아래쪽으로 보내지는 액체를 위한 출구를 제공하는 스핀들.
  11. 제10항에 있어서,
    커버(180)는 적어도 하나의 제1축방향 출구 개구(588)에 대해 반경방향 바깥쪽으로 배치되는 적어도 하나의 제2축방향 출구 개구(586)를 포함하고, 적어도 하나의 제2축방향 출구 개구는 환형 유체 매니폴드(552)와 유체 연결되어 터빈(570)에 의해 위쪽으로 방향 전환된 액체를 배출하는 스핀들.
  12. 제11항에 있어서,
    커버(180)는 적어도 하나의 제2축방향 출구 개구(586)와 연결되는 적어도 하나의 축방향 유체 출구 채널(982, 984)을 포함하고, 축방향 유체 출구 채널의 축은 샤프트(530)에 대해 각을 이루어 적어도 하나의 제2축방향 출구 개구(586)로부터 유출되는 액체가 종축(A) 쪽으로 보내지는 스핀들.
  13. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 베어링은 복수의 베어링이고, 복수의 베어링은 다른 형태 또는 크기로 이루어진 스핀들.
  14. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 노즐(576)은 노즐 링(977)의 내경을 따라 형성되고, 노즐 링(977)은 커버(180) 내에 배치되어 노즐 유체 매니폴드(578)를 형성하며,
    적어도 하나의 노즐(576)은 샤프트(530)의 반경 방향에 대해 각을 이루어 유체를 최대 힘으로 터빈(570) 상에 충돌시키는 스핀들.
  15. 제1항에 있어서,
    몸체(120)는
    a) 쉘(2120); 및
    b) 코어(2130)를 포함하며,
    코어는
    i) 스핀들 캐비티(440)를 둘러싸는 베어링 하우징 캐비티(2142); 및
    ii) 생크(110)를 포함하고,
    유체 채널 시스템은
    i) 생크(110)와 연결되는 입구 포트(102);
    ii) 생크 채널(416);
    iii) 생크 채널의 말단부로부터 베어링 하우징 캐비티(2142)를 통해 연장되는 적어도 하나의 1차 수평 유체 채널(422);
    iv) 쉘에 있고, 베어링 하우징 캐비티를 통해 적어도 하나의 수평 유체 채널과 유체 연결되는 적어도 하나의 1차 수직 유체 채널(426); 및
    v) 적어도 하나의 1차 수직 유체 채널과 유체 연결되는 적어도 하나의 노즐(576)을 추가로 포함하는 스핀들.
  16. 제15항에 있어서,
    쉘(2120)의 밀도와 경도는 코어(2130)의 밀도와 경도보다 각각 작은 스핀들.
  17. 제1항에 있어서,
    플링거(660)는 스프링 플링거(1040)이고, 스프링 플링거(1040)는 연성 부재(1044)를 가지며, 스프링 플링거는 샤프트(530)에 부착되고 터빈(570) 상부에 위치하며;
    샤프트(530)가 가동되지 않을 경우 연성 부재(1044)는 샤프트와 상대적으로 가까운 제1위치를 가져서 연성 부재가 밀봉 하우징(150)의 일부와 접촉하여 밀봉되고,
    샤프트가 회전할 경우 회전 샤프트에 의해 발생하는 원심력은 연성 부재(1044)를 샤프트로부터 멀리 늘어나게 하여 액체의 방향 전환을 위한 플링거 표면을 제공하고 밀봉 하우징(150)과의 접촉을 제거하는 스핀들.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
KR1020167009572A 2013-09-13 2014-09-10 유체 동력 스핀들 KR101695334B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361877453P 2013-09-13 2013-09-13
US61/877,453 2013-09-13
PCT/IB2014/001795 WO2015036840A2 (en) 2013-09-13 2014-09-10 Fluid powered spindle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160054010A KR20160054010A (ko) 2016-05-13
KR101695334B1 true KR101695334B1 (ko) 2017-01-11

Family

ID=51795659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167009572A KR101695334B1 (ko) 2013-09-13 2014-09-10 유체 동력 스핀들

Country Status (6)

Country Link
US (2) US9333611B2 (ko)
EP (1) EP3043957B1 (ko)
JP (1) JP2016532840A (ko)
KR (1) KR101695334B1 (ko)
IL (1) IL244387A (ko)
WO (1) WO2015036840A2 (ko)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011088287A1 (de) * 2011-11-07 2013-05-08 Hilti Aktiengesellschaft Schlagwerk
DE102011085820B4 (de) * 2011-11-07 2013-07-25 Hilti Aktiengesellschaft Handwerkzeugmaschine
WO2016042539A1 (en) * 2014-09-17 2016-03-24 Gal-Way Metal Cutting Technologies Ltd High speed spindle
US10052732B2 (en) * 2015-02-16 2018-08-21 Nsk Ltd. Spindle device and machine tool
JP6540372B2 (ja) * 2015-08-24 2019-07-10 マックス株式会社 打込み工具
US10094754B2 (en) * 2015-12-11 2018-10-09 Caterpillar Inc. Pressure indicator for hydraulic hammer
US10105845B1 (en) * 2016-02-05 2018-10-23 Boston Dynamics, Inc. Modular robot system
DE102016212896B4 (de) 2016-07-14 2018-05-03 Wto Vermögensverwaltung Gmbh Werkzeugspindel
DE102016123132A1 (de) * 2016-11-30 2018-05-30 Ews Weigele Gmbh & Co. Kg Angetriebenes Werkzeug
TWI628038B (zh) * 2017-01-06 2018-07-01 張新添 Hydraulic jet high speed milling cutter
JP2021526979A (ja) 2018-06-06 2021-10-11 エアー タービン テクノロジー インコーポレーテッド ９０度自動交換機のスピンドル取付アセンブリ
CN110666192B (zh) * 2018-07-03 2020-08-18 张信平 主轴结构
US20200023506A1 (en) * 2018-07-23 2020-01-23 Stanley Black & Decker, Inc. Motor housing exhaust air system
US11278996B2 (en) 2018-08-31 2022-03-22 Deublin Company, LLC Rotary seal
CN109596430B (zh) * 2018-10-19 2020-02-14 中国科学院地质与地球物理研究所 重载精密转台
CN109163100B (zh) * 2018-11-06 2024-06-11 深圳市创世纪机械有限公司 主轴的气密封结构
ES2929123T3 (es) 2019-05-16 2022-11-24 Siemens Gamesa Renewable Energy As Disposición de cojinete para una turbina eólica y turbina eólica
CA3147299A1 (en) * 2019-06-12 2020-12-17 First Eastern Equities Limited Dual speed rotary tool
DE102019117940A1 (de) * 2019-07-03 2021-01-07 Sycotec Gmbh & Co. Kg Werkzeughalter
JP6901051B1 (ja) * 2019-08-09 2021-07-14 住友電気工業株式会社 転削工具、モジュールおよび切削システム
DE102019124761A1 (de) 2019-09-13 2021-03-18 Wto Vermögensverwaltung Gmbh Angetriebener Werkzeughalter mit Mehrfach-Turbine
JP7376326B2 (ja) 2019-11-14 2023-11-08 ファナック株式会社 主軸装置
CZ202015A3 (cs) * 2020-01-10 2021-06-16 ÄŚeskĂ© vysokĂ© uÄŤenĂ­ technickĂ© v Praze Zařízení pro předepínání ložisek přídavných vysokootáčkových vřeten obráběcích strojů
US11883942B2 (en) * 2020-06-24 2024-01-30 Snap-On Incorporated Flow path diverter for pneumatic tool
US11945069B2 (en) * 2020-12-15 2024-04-02 Air Turbine Technology, Inc. Turbine motor spindle assembly for live tooling and multitasking machines
CN117798714A (zh) * 2024-02-19 2024-04-02 东莞市成泰伺服技术有限公司 一种多功能机械加工动力机构

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003019753A2 (en) 2001-08-27 2003-03-06 Colibri Spindles Ltd. Spindle motor
US20090223691A1 (en) * 2008-03-05 2009-09-10 Makita Corporation Impact tool

Family Cites Families (71)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2799934A (en) 1955-12-01 1957-07-23 Bowen & Company Inc Dental drill
US3058218A (en) 1959-05-07 1962-10-16 Cavitron Ultrasonics Inc Methods and means for driving small diameter shafts at high rotational speeds
GB1018684A (en) 1963-10-24 1966-02-02 Westwind Developments Ltd Improvements in or relating to air driven turbines
US3707336A (en) 1970-11-27 1972-12-26 Hollymatic Corp Fluid engine
US3733143A (en) 1971-09-08 1973-05-15 Hollymatic Corp Speed governed rotary device
US3930744A (en) 1973-10-10 1976-01-06 Hollymatic Corporation Pressure gas engine
US3976389A (en) 1973-10-10 1976-08-24 Hollymatic Corporation Pressurized gas engine
US4060336A (en) 1975-04-18 1977-11-29 Hollymatic Corporation Fluid engine
US4229139A (en) 1979-05-03 1980-10-21 Marantette William F Water powered high speed motor
DE3246111A1 (de) 1981-12-15 1983-08-25 Kabushiki Kaisha Morita Seisakusho, Kyoto Beruehrungsfreie drehzahlmess-,-anzeige und -regelvorrichtung fuer zahnaerztliche handstuecke
US4566849A (en) 1982-03-08 1986-01-28 Aktiebolaget Iro Pressure medium driven machine tool
US4776752A (en) 1987-03-02 1988-10-11 Davis Lynn M Speed governed rotary device
JPH0613039B2 (ja) 1987-07-22 1994-02-23 而至歯科工業株式会社 チヤツク無し歯科用ハンドピ−ス
DE3819799A1 (de) 1987-08-04 1989-02-16 Fortuna Werke Maschf Ag Werkzeugmaschine
US5020968A (en) 1988-04-15 1991-06-04 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. System for controlling the rotating speed of a pneumatically driven spindle
US5228700A (en) 1989-09-11 1993-07-20 Skf Gmbh Contactless seal
DE4141673A1 (de) * 1991-12-17 1993-07-01 Siemens Ag Regelbare dentalturbine
FR2688731B1 (fr) 1992-03-20 1996-05-15 Armand Martinez Entrainement en rotation d'un outil par un moteur tournant a haute ou tres haute vitesse.
US5328271A (en) 1992-05-06 1994-07-12 Maxtor Corporation Hydrodynamic spindle bearing for ultra-slim disk storage unit
LU88129A1 (fr) * 1992-06-10 1994-03-01 Wurth Paul Sa Mandrin universel pour une machine de percage d'un trou de coulee d'un four a cuve
US5293747A (en) * 1992-07-27 1994-03-15 Ingersoll-Rand Company Power regulator for a pressure fluid motor
US5507642A (en) 1993-06-21 1996-04-16 Siemens Aktiengesellschaft Dental turbine drive
WO1995005924A1 (en) 1993-08-27 1995-03-02 Air Turbine Technology, Inc. Gearless angled spindle
US5439346A (en) 1993-09-16 1995-08-08 Air Turbine Technology, Inc. Pneumatic pressure automatic braking mechanism
US5419661A (en) 1994-07-25 1995-05-30 Kennametal Inc. Rotatable tooholder having a stationary, through-center coolant feed system
US5674032A (en) 1995-10-12 1997-10-07 Aesop, Inc. Tooling system and method with integral hydrostatic bearings and turbine power source
US5659205A (en) * 1996-01-11 1997-08-19 Ebara International Corporation Hydraulic turbine power generator incorporating axial thrust equalization means
SE512068C2 (sv) 1996-09-06 2000-01-24 Bjoern Lind Finance & Property Anordning vid verktyg
SE512067C2 (sv) 1996-09-06 2000-01-24 Bjoern Lind Finance & Property För höga varvtal avsett verktyg
SE512066C2 (sv) 1996-09-06 2000-01-24 Bjoern Lind Finance & Property Verktygslager för upptagande av skärkrafter
AT403882B (de) 1996-09-24 1998-06-25 Buermoos Dentalwerk Dentales handstück
USD409466S (en) 1998-03-20 1999-05-11 Air Turbine Technology, Inc. Precision tool
AT405885B (de) 1998-05-08 1999-12-27 Ott Josef Ing Vorrichtung zum erfassen der drehzahl von dentalturbinen
SE9901054L (sv) 1999-03-23 2000-02-28 Lind Finance & Dev Ab Anordning vid verktygsspindel
SE519206C2 (sv) 1999-03-23 2003-01-28 Lind Finance & Dev Ab Anordning vid verktygsspindel försedd med en rotor varvid anordningen innefattar medel för kylning av rotorn
SE512322C2 (sv) 1999-03-23 2000-02-28 Lind Finance & Dev Ab Anordning vid verktygsspindel
SE9901053L (sv) 1999-03-23 2000-02-28 Lind Finance & Dev Ab Anordning vid verktygsspindel
SE9901049L (sv) 1999-03-23 2000-02-28 Lind Finance & Dev Ab Anordning vid verktygsspindel
SE519283C2 (sv) 1999-03-23 2003-02-11 Lind Finance & Dev Ab Anordning hos verktygsspindel med en i spindelaxeln roterande och axiellt rörlig dragstång
DE19917693A1 (de) 1999-04-20 2000-10-26 Benjamin Blumenschein Vorrichtung zum schnelldrehenden Antrieb eines Werkzeugs
JP4152553B2 (ja) 2000-02-10 2008-09-17 Ｔｈｋ株式会社 タービンロータを備えたスピンドル装置
SE523573C2 (sv) 2000-12-22 2004-04-27 Atlas Copco Tools Ab Tryckluftdrivet maskinverktyg.
SE516098C2 (sv) 2001-01-23 2001-11-19 Lind Finance & Dev Ab Förfarande för evakuering av vätska från spindellager
US6579093B2 (en) 2001-02-23 2003-06-17 Young Dental Manufacturing Company 1, Llc High speed turbine cartridge for use with a medical/dental handpiece
US7077732B2 (en) 2002-01-17 2006-07-18 Air Turbine Technology, Inc. High torque dual chamber turbine rotor for hand held or spindle mounted pneumatic tool
DE20218632U1 (de) 2002-12-02 2003-02-20 Ib Metallbearbeitung Gmbh Angetriebenes Werkzeug
US6974286B2 (en) * 2003-07-25 2005-12-13 Ati Industrial Automation, Inc. Deburring tool
FI121139B (fi) * 2004-02-02 2010-07-30 Sandvik Mining & Constr Oy Hydraulivasara ja työkaluholkki
WO2006024861A1 (en) 2004-09-03 2006-03-09 Gsi Group Ltd Drive spindles
US20060153721A1 (en) 2005-01-11 2006-07-13 Dodds Kemma S Dual inlet rotary tool
US7223069B2 (en) 2005-07-12 2007-05-29 Air Turbine Technology, Inc. Rotary tool
IL183224A0 (en) 2007-05-15 2007-09-20 Colibri Spindles Ltd Dual spindle system
TW200932421A (en) 2007-08-31 2009-08-01 Air Turbine Tech Inc Apparatus and method for machining
US20090123247A1 (en) 2007-11-09 2009-05-14 Joseph Richard Clark Ultra high pressure machining spindle
US20090199591A1 (en) 2008-02-11 2009-08-13 Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co., Ltd. Liquefied natural gas with butane and method of storing and processing the same
US8382426B2 (en) 2008-04-04 2013-02-26 Koushi Itoh High-speed air spindle
US9038744B2 (en) * 2008-06-06 2015-05-26 Coil Tubing Technology, Inc. Jet hammer
US8297949B1 (en) * 2009-02-17 2012-10-30 Mancl Scott C Bearing seal for a wet vacuum motor
DE102009012805A1 (de) 2009-03-12 2009-10-22 Daimler Ag Vorsatzspindel
FI125179B (fi) * 2009-03-26 2015-06-30 Sandvik Mining & Constr Oy Tiivistyssovitelma painenestekäyttöisen iskulaitteen pyörivässä ohjausventtiilissä
US8128323B2 (en) 2009-04-14 2012-03-06 Planet Products Corporation Driven tool assembly
WO2011001421A1 (en) 2009-06-28 2011-01-06 Colibri Spindles Ltd. Turbine driven rotary cutting tool
US8523035B2 (en) * 2009-11-11 2013-09-03 Tricord Solutions, Inc. Fastener driving apparatus
USD612406S1 (en) 2009-12-18 2010-03-23 Tormach, LLC Milling machine spindle speeder
EP2449999A1 (de) 2010-11-05 2012-05-09 W & H Dentalwerk Bürmoos GmbH Fluidbetriebener medizinischer, insbesondere dentaler, Handgriff
US8733468B2 (en) * 2010-12-02 2014-05-27 Caterpillar Inc. Sleeve/liner assembly and hydraulic hammer using same
BR112013029710A2 (pt) * 2011-05-20 2018-07-24 Col Ven Sa montagem de válvula autônoma para a regulação e elevação da pressão no equipamento pneumático.
US9381606B2 (en) * 2012-02-01 2016-07-05 Gal Way Ltd. Device and method for rotational speed increasing for machining process
US20140054092A1 (en) * 2012-08-24 2014-02-27 Buckman Jet Drilling, Inc. Rotary jet bit for jet drilling and cleaning
JP2018509302A (ja) * 2015-01-23 2018-04-05 コリブリ スピンドルズ リミテッド マシニングセンタ、流体駆動式スピンドルシステム、マシニングセンタ転換キット、及びアクセス制御のために無線センサを使用する方法
US10439474B2 (en) * 2016-11-16 2019-10-08 Schlumberger Technology Corporation Turbines and methods of generating electricity

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003019753A2 (en) 2001-08-27 2003-03-06 Colibri Spindles Ltd. Spindle motor
US20090223691A1 (en) * 2008-03-05 2009-09-10 Makita Corporation Impact tool

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160054010A (ko) 2016-05-13
US9333611B2 (en) 2016-05-10
EP3043957A2 (en) 2016-07-20
WO2015036840A2 (en) 2015-03-19
US20150075833A1 (en) 2015-03-19
WO2015036840A4 (en) 2015-09-17
IL244387A0 (en) 2016-04-21
JP2016532840A (ja) 2016-10-20
US20160250730A1 (en) 2016-09-01
WO2015036840A3 (en) 2015-07-30
US10207378B2 (en) 2019-02-19
IL244387A (en) 2016-12-29
EP3043957B1 (en) 2017-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101695334B1 (ko) 유체 동력 스핀들
US20150260221A1 (en) Rotary machine, bearing and method for manufacturing a rotary machine
US10184515B2 (en) Anti-friction bearing
CN103252672A (zh) 心轴组件
EP3495679B1 (en) Ball bearing and main shaft device for machine tool
WO2018034245A1 (ja) 軸受装置、及び工作機械用主軸装置
CN110905926A (zh) 轴承衬套及齿轮箱
WO2018034246A1 (ja) 玉軸受、及び工作機械用主軸装置
CN205600507U (zh) 一种气动油膜静压磨头
JP6714856B2 (ja) 玉軸受、及び工作機械用主軸装置
JP2020148343A (ja) アンギュラ玉軸受、及び工作機械用主軸装置
CN211398318U (zh) 轴承衬套及齿轮箱
JP6911773B2 (ja) 玉軸受、及び工作機械用主軸装置
EP3492760A1 (en) Ball bearing
JP2018168953A (ja) 転がり軸受用保持器および外輪給油穴付き転がり軸受

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant