KR102019574B1

KR102019574B1 - 동력 척

Info

Publication number: KR102019574B1
Application number: KR1020177018476A
Authority: KR
Inventors: 볼커 헨케
Original assignee: 에이치브이엠 테크놀로지 게엠베하
Priority date: 2014-12-04
Filing date: 2015-12-03
Publication date: 2019-09-06
Also published as: PL3028794T3; WO2016087563A1; EP3028794B1; JP2018501971A; JP6697462B2; KR20170091153A; US10183336B2; US20170348776A1; ES2728302T3; EP3028794A1

Abstract

본 발명은 동력 척(1)에 관한 것으로, 이 동력 척(1)은 하우징(3)을 포함하며, 이 하우징 내에는 클램핑 축선(S)의 방향으로 이동 가능한 트랙션 가이드 수단(13)을 갖는 드라이브 유닛(9)이 배치되고, 직경방향으로 서로 대향한 2쌍의 베이스 조오(7a, 7c; 7b, 7d)가 배치되며, 베이스 조오(7a 내지 7d)는 클램핑 축선(S)에 실질적으로 수직하게 하우징 내에서 바람직하게는 반경방향으로 이동 가능하게 안내되며, 드라이브 유닛(9)은 트랙션 가이드 수단(13)의 이동을 베이스 조오의 이동으로 변환하도록 되어 있다. 드라이브 유닛(9)은 각 베이스 조오(7a 내지 7d)를 위해 베이스 조오와 맞물려 있고 클램핑 축선을 중심으로 한 원형 경로(K) 상에서의 이동 성분을 갖고 이동 가능한 슬라이더(15a 내지 15d)를 구비한다.

Description

동력 척{POWER CHUCK}

본 발명은, 하우징을 포함하고, 이 하우징 내에 클램핑 축선의 방향으로 이동 가능한 트랙션 가이드 수단을 갖는 드라이브 유닛이 배치되고 2쌍의 직경방향으로 서로 대향한 베이스 조오가 배치되며, 그 베이스 조오는 하우징 내에서 클램핑 축선에 실질적으로 수직하게 바람직하게는 반경방향으로 이동 가능하게 안내되며, 드라이브 유닛은 트랙션 가이드 수단의 이동을 베이스 조오의 이동으로 변환하도록 된, 동력 클램핑(power clamping)용 보상 척에 관한 것이다. 본 발명에 따른 보상 척은 공작물의 센터 클램핑에 특히 적합하다.

본 명세서의 서두 부분에 기재한 종류의 척은 4-조오 척 또는 4-조오 클램핑 척으로서도 지칭된다. 그러한 센터 클램핑용 척은 공작물이 가공을 위해 공작기계에 클램핑되어야 할 때, 특히 그 공작물이 회전 모드로 가공될 때에는 언제나 기본적으로 요구된다. 현대의 제조 환경에서, 선삭과 밀링 모두에 이용될 수 있는 클램핑 장치에 대한 필요성이 증가하고 있다. 따라서, 본 발명은 그러한 용도의 척에 관한 것이다.

3-조우 척과 비교해 4-조오 척의 사용을 고려하는 주된 이유는 공작물을 둘러싸듯이 파지하는 조오의 개수가 많을수록 각 개별 조오에서의 점 하중이 감소되기 때문이다. 그 결과, 조오의 개수가 많을수록, 공작물에 작용하고 그에 따라 공작물을 변형시키는 힘이 공작물의 둘레에 걸쳐 보다 균일하게 분포된다. 이는 가공 후의 공작물의 치수 정밀도를 증가시킨다.

4-조오 척은 당업계에 공지된 것으로 센터 클램핑을 제공한다. 하지만, 그 척은 일반적으로 원형 공작물을 클램핑하는 데에만 적합하다거나, 4개의 조오 전부가 클램핑시에 공작물과 맞물리도록 하기 위해 양 클램핑 조오 평면에서 거울 대칭 구성을 이루어야 한다는 단점을 겪고 있다. 공작물의 기하학적 형상의 관점에서 보상의 결여로 인해, 그러한 엄격하게 센터 클램핑을 행하는 척은 단지 "비원형" 공작물에 대해 제한된 실제 사용만을 수반한다.

4-조오 보상 척이 또한 당업계로부터 공지되어 있지만, 역시 중요한 단점을 겪고 있다. 보상 기능을 갖는 수많은 4-조오 척의 경우, 센터 클램핑의 측면에서 재현 정밀도가 제한된다.

WO2011/137884 A1에서는 예를 들면 척의 인접한 조오들이 하나 아상의 로커 바아(rocker bar)에 의해 함께 결합되도록 하는 방식으로 보상 기능을 갖는 4-조오 척을 개시하고 있다. 회전 대칭이 아닌 공작물을 처리할 경우에, 제1 쌍의 조오는 다른 쌍의 조오가 공작물과 아직 접촉하지 않은 상태에서 공작물과 먼저 접촉하게 된다면, 해당 로커 바아가 편향되며, 이어서 제2 쌍의 조오가 공작물에 접근한다. 그러한 기구학적 해법은, 구동력과 조오 간에 반드시 용인되어야 하는 레버 길이(lever length)로 인해, 시스템 내에 소정의 탄력성이 존재하고 구동력의 손실이 발생한다는 단점을 겪고 있다. 또한, 관련 부품들의 측면에서 높은 복잡성은 그 시스템이 잠재적으로 고장에 민감하게 한다.

4-조오 척에서의 보상을 제공하는 다른 기법은 동력 클램핑에 의해 작동 가능한 척 분야에서 찾을 수 있다. DE 10 2004 001 839 A1에서는 4개의 척이 클램핑 실린더에 의해 원추형 슬라이딩 면을 따라 잡아당겨지는 4-조오 척을 개시하고 있다. 유압 또는 기계식 동력 편향 시스템은 공작물과 아직 접촉하지 않은 조오가 그에 접근할 수 있게 하도록 의도된 원추형 보상 요소에 있어서의 클램핑 방향과는 반대의 관계로의 변위를 초래한다. 그 시스템은 최대 가능 보상 이동이 극단적으로 작고 클램핑 장치의 구조적 사이즈가 특정 용도를 위해서는 허용할 수 없을 정도로 크다는 단점을 겪고 있는 것으로 보인다. 게다가, 그 시스템은 역시 핸드 처킹 작업(hand chucking operation)에 적합하다.

상기한 단점들은 DE 10 2013 201 231 B3에서 해결되었다. 여기에서는 보상 기능을 갖는 4-조오 척을 개시하고 있으며, 그 몇몇 실시예에서는 핸드 처킹 작업은 물론 동력 처킹 작동을 위해 설계되었다. 그 문헌에서 제시하는 척은 무조건적으로 그 자체적으로 실용적이라는 점을 입증하였고, 클램핑 작업에서의 센터링 능력을 유지한 채 큰 보상 범위를 갖는 보상 기능을 제공하고 있지만, 기존의 기술을 발전시켜야 할 여지는 여전히 존재한다. 특히, 제조에 있어서 보다 경제적이며 가능한 한 드라이브 유닛에서부터 베이스 조오로의 개선된 동력 전달을 제공하는 척의 개발이 요망되고 있다.

이러한 배경을 감안하여, 본 발명의 목적은 보다 경제적으로 제조할 수 있도록 본 명세서의 서두에 기재한 바와 같은 종류의 척을 개선시키는 데에 있다. 특히, 본 발명의 목적은 또한 베이스 조오로의 힘의 전달이 개선되도록 보상 척을 더욱 발전시키는 데에 있다.

본 명세서의 서두에 기재한 종류의 보상 척에 있어서, 상기한 목적은, 각 베이스 조오를 위한 드라이브 유닛이 베이스 조오와 맞물려 있고 클랭핑 축선을 중심으로 한 원형 경로를 따라 이동 가능한 견인 수단을 구비한다는 점에서 본 발명에 의해 달성된다. 본 발명의 관점에서, 피벗 레버에 의한 보상 이동을 수반하는, 클램핑 방향에 대해 횡방향으로 이동되는 드라이브 슬라이드에 드라이브 부재를 배치하는 것(DE 10 2013 201 231 B 참조)은 인정하건데 작동에 있어서 높은 수준의 재현 정밀도를 갖고 원하는 결과를 제공하지만, 많은 수의 부품 및 비교적 높은 제조의 복잡성도 요구한다는 점을 인식하였다. 본 발명에 따르면, "실질적으로 수직"란 용어는 수직로부터 ±5°의 편차를 의미하는 데에도 이용된다.

본 발명은 각 조오를 위해, 클램핑 축선에 대해 실질적으로 수직하는, 바람직하게는 반경방향으로 베이스 조오의 이동에 추가하여, 클램핑 축선을 중심으로 한 원형 경로 상에서도 이동 가능한 견인 수단을 마련한다는 점에서 출발한다. 이러한 식으로, 특히 이하에 기재하는 바람직한 실시예로부터 확인할 수 있는 바와 같은 다양한 유리한 효과를 달성할 수 있다.

본 발명에 있어서, 슬라이더의 원형 경로 상에서의 이동을 언급한다면, 그 표현은 원형 경로 형태의 이동 성분을 갖거나 접선 방향의 이동을 지칭하는 데에 이용되지만, 그 이동은 예를 들면 클램핑 축선에 대해 축방향 및/또는 반경방향의 다른 성분도 가질 수도 있다.

본 발명의 제1 바람직한 개선점에 따르면, 각 베이스 조오를 위한 드라이브 유닛은 클램핑 축선을 중심으로 한 원형 경로 상에서의 이동 성분을 갖고 이동 가능한 슬라이더를 구비한다. 바람직한 대안예에서, 드라이브 유닛은 해당 베이스 조오의 쌍을 위해, 클램핑 축선을 중심으로 하는 원형 경로 상에서의 이동 성분을 갖고 이동 가능한 슬라이더를 구비한다.

슬라이더들은, 트랙션 가이드 수단의 클램핑 이동이 직경방향으로 서로 대향한 슬라이더들의 동기 이동을 야기하도록 하는 식으로 바람직하게는 서로 기대어진 슬라이드 표면에 의해 트랙션 가이드 수단에 결합된다. 그러한 이동은 예를 들면 클램핑 축선에 실질적으로 수직한 서로를 향한 슬라이더의 바람직하게는 반경방향 이동이다.

바람직하게는, 각 슬라이더는 클램핑 축선에 대해 소정 각도로 연장하는 슬라이드 표면을 구비하며, 트랙션 가이드 수단은 동일한 각도로 연장하는 적어도 하나의 상응하는 접촉면을 갖거나, 슬라이더의 슬라이드 표면에 기대어지도록 되고 클램핑 축선의 방향으로 트랙션 가이드 수단의 이동 시에 슬라이더가 접촉해 슬라이딩하게 되는 적어도 하나의 돌출부를 갖는다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 베이스 조오는 각각 슬라이더들의 해당 견인 수단과 맞물려 있는 슬라이딩 가이드 수단을 구비한다. 대안적으로는, 베이스 조오가 아니라, 슬라이더가 각각 베이스 조오의 해당 견인 수단과 맞물려 있는 슬라이딩 가이드 수단을 구비한다.

다른 바람직한 실시예에서, 슬라이딩 가이드 수단은, 슬라이더들의 무회전 이동이 직경방향으로 서로 대향한 베이스 조오들의 동기 이동을 야기하고, 또한, 클램핑 축선을 중심으로 한 원형 경로 상에서의 슬라이더들의 이동이 제1 쌍의 베이스 조오에 대한 제2 쌍의 베이스 조오의 상대 이동을 야기하도록 하는 식으로 구성된다.

슬라이딩 가이드 수단이 클램핑 축선의 방향으로 반경방향 라인에 대해 배향되는 각도에 의존하여, 슬라이딩 가이드 수단을 따라 슬라이딩하도록 슬라이더를 이동시키는 데에 크거나 그렇게 크지 않은 힘이 요구된다. 바람직하게는 반경방향에 대한 슬라이딩 가이드 수단의 각도는, 슬라이딩 가이드 수단을 따른 슬라이더들의 슬라이딩 이동이, 해당 쌍의 베이스 조오들이 장애물에 의해 그 이동에 있어서 방해받을 때에, 그 베이스 조오에 결합된 조오에 의해 파지될 공구와 맞물림으로써 방해받을 때에만 트리거되도록 선택된다. 이러한 실시예에서, 공작물이 각 베이스 조오 쌍의 베이스 조오의 이동을, 다른 쌍의 베이스 조오들은 아직 그 공작물과 접촉하지 않은 상태에서 방해한다. 하지만, 이러한 상황에서, 트랙션 가이드 수단이 클램핑 축선의 방향으로 더욱 밀리게 된다. 공작물에 의해 이미 방해받고 있기 때문에 이미 내측으로 더욱 편향될 수 없는 베이스 조오의 슬라이더들은 트랙션 가이드 수단을 따르기 위해서는 슬라이딩 가이드 수단을 따라 횡방향으로 이동할 수밖에 없다. 그 경우, 슬라이더들은 원형 경로 상에서의 이동 성분을 갖고 편향된다.

바람직하게는, 슬라이더들은 원형 경로 상에서의 이동에 대해 확실하게 동기화되며, 이에 따라 각각 원형 경로 상에서 동일한 방향으로, 특히 균일하게만 이동할 수 있다.

다른 바람직한 실시예에서, 견인 수단은 바람직하게는 클램핑 축선에 평행한 축선을 중심으로 슬라이더에 대해 회전 가능하게 장착된다. 대안적으로, 견인 수단이 슬라이더가 아니라 베이스 조오에 배치된다면, 바람직하게는 견인 수단은 바람직하게는 클램핑 축선에 대해 평행한 축선을 중심으로 베이스 조오에 대해 회전 가능하게 장착된다. 견인 수단을 해당 관련 구성 요소에 회전 가능하게 장착하는 것은 원형 경로에서의 슬라이더의 보상 이동시에 슬라이딩 가이드 수단에서의 견인 수단의 재밍(jamming)을 피할 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 구성에서, 트랙션 가이드 수단은 특히 클램핑 축선을 중심으로 회전 가능하고 슬라이더가 결합되는 링 바디 형태의 일체형 구조를 갖는다. 모든 슬라이더가 동일한 회전 가능 링 바디에 결합되기 때문에, 모든 슬라이더가 보상 기능을 수행하도록 원형 경로 상에서 함께 이동하도록 보장한다. 클램핑 상태에 의존하여, 원형 경로의 반경은, 모든 슬라이더들이 클램핑 이동 시에 제1 장애물에 도달할 때까지 아무튼 트랙션 가이드 수단에 의해 클램핑 축선을 향해 동기하여 이동하기 때문에, 커지거나 작아진다.

대안적인 구성에서, 트랙션 가이드 수단은 예를 들면 클램핑 축선을 중심으로 한 원형 경로 상에서 이동 가능하고 하나 이상의 슬라이더들이 각각 결합된 복수의 세그먼트를 구비한다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 슬라이더들은 각각 트랙션 가이드 수단의 해당 슬라이더 가이드 수단 내에 이동 가능하게 안내되게 배치된다.

본 발명에 따른 동력 척의 작동을 위해, 트랙션 가이드 수단은 바람직하게는 트랙션 튜브를 위한 수용 수단을 구비한다. 그 트랙션 튜브는 예를 들면 유압 작동식 클램핑 장치에 연결될 수 있다.

게다가, 바람직하게는, 트랙션 가이드 수단은 수용 수단 내의 트랙션 튜브를 에워싸는 트랙션 링을 구비한다.

본 발명은 이하에서 첨부 도면을 참조하여 예로서 바람직한 실시예에 의해 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 바람직한 실시예에 따른 보상 척의 외관도를 도시하며,
도 2a는 부분적으로 조립된 상태의 도 1의 척의 사시도를 도시하며,
도 2b는 도 2a의 상세도를 도시하며,
도 3a는 부분 단면으로 나타낸 도 1의 척의 측면도를 도시하며,
도 3b는 도 1의 척의 다른 사시도를 도시하며,
도 4는 도 3a의 척의 특히 도 3a의 도면에 수직한 평면도를 부분 단면으로 도시하며,
도 5는 제2 바람직한 실시예에 따른 보상 척의 외관도를 도시하며,
도 6a는 부분적으로 조립된 상태의 도 5의 척의 사시도를 도시하며,
도 6b는 도 6a의 상세도를 도시하며,
도 7은 부분적으로 조립된 상태의 도 5, 도 6a 및 도 6b의 척의 다른 사시도를 도시하며,
도 8은 도 5 및 도 7의 척의 아래에서 본 사시도를 도시하며,
도 9a는 도 5 내지 도 8의 척의 위에서 본 평면도를 도시하며,
도 9b는 도 5 내지 도 9a의 척의 베이스 조오의 아래에서 본 측면도를 도시한다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 보상 척(1)이 도 1에 도시되어 있다. 그 척(1)은 하부 하우징 부분(5)에 장착된 하우징(3)을 구비한다. 그 하우징에는 가이드 수단이 마련되며, 그 각각에 총 4개의 베이스 조오(7a 내지 7d)가 이동 가능하게 수용되어 안내된다. 베이스 조오(7a, 7c)가 제1 쌍의 베이스 조오를 형성한다. 베이스 조오(7b, 7d)가 제2 쌍의 베이스 조오를 형성한다. 각 쌍의 베이스 조오(7a, 7c; 7b, 7d)는 각각 직경방향으로 서로 대향한 관계로 배치된다.

하우징(3)은 먼지 보호 튜브 형태이며 드라이브 유닛(9)이 보이는 것을 가리는 하우징 커버로 덮인다. 클램핑 축선(S)의 방향으로의 트랙션 튜브(아래에서 도 3a 및 도 3b와 관련하여 설명)의 이동이 드라이브 유닛(9)에 의해 화살표(Ra 내지 Rd)의 방향으로의 베이스 조오(7a 내지 7d)의 하우징에 의해 미리 정해진 이동으로 변환된다. 드라이브 유닛(9)의 내부 구조는 도 2a 및 도 2b에서 특히 명확하게 볼 수 있다.

도 2a는 우선 하우징이 없는 상태의 보상 척(1)의 사시도를 도시한다. 동일한 방식으로 이용된 도면 부호들과 관련하여 도 1을 참조하기 바란다. 드라이브 유닛(9)은 트랙션 가이드 수단(13)을 구비한다. 그 트랙션 가이드 수단(13)은 일체형 링 바디 형태이다. 이 트랙션 가이드 수단(13)에 총 4개의 슬라이더(15a, 15b, 15c, 15d)가 결합된다. 슬라이더(15a 내지 15d)는 각각 슬라이더 수용 수단(17a 내지 17d) 내에 슬라이딩 가능하게 수용된다(도 2b 또한 참조). 트랙션 가이드 수단(13)이 클램핑 축선(S)의 방향으로 이동할 때, 슬라이더(15a 내지 15d)는 트랙션 가이드 수단(13)의 이동 방향에 의존하여, 서로 기대어지는 슬라이드 표면에 의해 수용 수단(17a 내지 17d)에서 내측 또는 외측으로 편향된다. 슬라이더(15a 내지 15d)는 견인 수단(19a 내지 19d)(도 4 참조)에 의해 베이스 조오(7a 내지 7b)와 맞물려 있다. 슬라이더와 베이스 조오 간의 정확한 상호 작용은 도 4를 참조하여 이하에서 보다 상세하게 설명할 것이다.

트랙션 가이드 수단(13)을 위한 구동은 도 3a 및 도 3b를 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 우선, 도 3a로부터 명확히 알 수 있는 바와 같이, 트랙션 가이드 수단(13)에는 트랙션 튜브(25)를 위한 수용 수단(14)이 마련된다. 도 3a의 도면에서, 트랙션 튜브(25)는 수용 수단(14) 내에 장착되어 트랙션 링(21)에 의해 거기에 고정된다. 트랙션 링(21)은 복수의 나사(23)에 의해 트랙션 가이드 수단(13)에 고정된다. 바람직하게는, 트랙션 튜브(25)는 클램핑 축선(S)의 방향으로 얼마간의 유격을 갖고 수용 수단(14) 내에 수용되어, 트랙션 가이드 수단(13)의 가능한 회전 이동이 트랙션 튜브에 의해 방해받지 않는다. 바람직한 구성(본 명세서에서는 도시 생략)에서, 슬라이딩 수단 및/또는 축방향 스러스트 베어링이 트랙션 링(21)과 트랙션 튜브(25) 간의 마찰을 최소화하도록 마련될 수 있다.

이하, 도 3b를 참조하면, 보상 척(1)의 기본적인 작동은 다음과 같다. 트랙션 튜브(25)가 클램핑 축선(S)(도 1 참조)의 방향으로 이동하는 경우, 그 트랙션 가이드 수단(13)도 동일한 방향으로 이동한다. 그 결과, 슬라이더(15a 내지 15d)가 슬라이더 수용 수단(도 2a 및 도 2b 참조) 내에서 트랙션 가이드 수단(13)에 대해 이동하고, 그와 함께 견인 수단(19a 내지 19d)(도 2b 및 도 4 참조)이 이동한다. 견인 수단은 베이스 조오(7a 내지 7d)에 마련된 해당 슬라이딩 가이드 수단(27a 내지 27d)과 맞물려 있다. 슬라이딩 가이드 수단(27a 내지 27d) 내에 견인 수단(19a 내지 19d)의 맞물림으로 인해, 화살표(Ra, Rb, Rc, Rd)(도 1 참조) 방향으로의 베이스 조오(7a 내지 7d)에 대한 힘 전달과, 베이스 조오들의 서로 간의 보상 이동이 모두 실현된다. 이에 대해서는 도 4를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 4의 베이스 조오(7a 내지 7d)를 통한 단면도는 보상 척(1)의 경우에 있어서 슬라이딩 가이드 수단(27a 내지 27d)에서 견인 수단(19a 내지 19d)의 맞물림의 도시도 제공한다.

트랙션 가이드 수단(13)은 클램핑 축선(S)을 중심으로 한 원형 경로 상에서 화살표(K)의 방향으로 이동 가능하다. 슬라이더(15a 내지 15d)들이 트랙션 가이드 수단(13)에 대해 전용의 슬라이더 수용 수단(17a 내지 17d)을 통해 센터링, 즉 반경방향 이동(게다가, 슬라이드 표면의 방향으로의 축방향 슬라이딩 운동도)을 수행할 수 있기 때문에, 그 슬라이더(15a 내지 15d)는 트랙션 가이드 수단(13)에 의해 이동 성분을 갖고 회전할 필요가 있다. 도 4에 도시한 구성에서, 제1 쌍의 베이스 조오(7a, 7c)의 슬라이딩 가이드 수단(27a, 27c)은 예를 들면 "반시계 방향"으로 배향되는 한편, 제2 쌍의 베이스 조오(7b, 7d)의 슬라이딩 가이드 수단(27b, 27d)은 그 반대의 관계로, 즉 "시계 방향"으로 배향된다.

이하에서 본 발명에 따른 척(1)의 보상 기능을 설명한다. 이하의 상황은 기본 시작 시점으로서 고려된다. 베이스 조오(7a, 7b, 7c, 7d)들은 먼저 클램핑 축선(S)의 방향으로, 즉 도 4의 도시의 평면 내로 트랙션 가이드 수단(13)의 이동에 의해 동기하여 내측으로 이동한다. 슬라이딩 가이드 수단(27a 내지 27d)의 각각의 경사각으로 인해, 견인 수단(19a 내지 19d) 상에서의 베이스 조오의 슬라이딩 이동은 정지 마찰 때문에 아직 발생하지 않았다.

베이스 조오(7a, 7c)에 연결된 조오(도시 생략)와 공작물의 접촉으로 인해 도 4에 도시된 것처럼 제1 쌍의 베이스 조오(7a, 7c)가 내측(도 1에서 화살표(Ra, Rc) 방향)으로 더 이상 이동할 수 없어서, 2개의 베이스 조오(7a, 7b)가 정지 상태에 있고 트랙션 가이드 수단(13)이 클램핑 축선(S)의 방향으로 더 밀리게 된다면, 견인 수단(27a, 27c)은 화살표(u)의 방향으로 슬라이딩 가이드 수단(27a, 27c) 내에서 슬라이딩할 수밖에 없다. 트랙션 가이드 수단(13)의 이동은 화살표(u)의 방향으로의 견인 수단(19a, 19c)의 슬라이딩 이동에 의해 계속될 수 있다. 이와 동시에, 트랙션 가이드 수단(13)은 이동 성분(v)을 갖고 화살표(K)의 방향으로 회전하며, 이에 의해 슬라이더는 일종의 나사 운동을 완료한다.

삭제

모든 견인 수단(19a, 19b, 19c, 19d)이 트랙션 가이드 수단(13)에 연결되어 있기 때문에, 견인 수단(19a, 19c)은 화살표(u)의 방향으로 더 이동한다. 하지만, 제2 쌍의 베이스 조오의 베이스 조오(7b, 7d)들은 이동이 아직 방해받고 있지 않기 때문에(그 두 베이스 조오(7b, 7d)에 결합된 조오가 아직 공작물에 기대어지지 않았기 때문), 그 두 베이스 조오들은 해당 조오와 공작물의 접촉으로 인해 더 이상 이동할 수 없을 때까지 클램핑 축선(S)을 향한 이동을 계속할 수 있다.

보상 범위의 크기는 슬라이딩 가이드 수단(27a 내지 27d)의 각도와, 견인 수단(19a 내지 19d)이 슬라이딩 가이드 수단(27a 내지 27d)에서 커버할 수 있는 최대 슬라이딩 거리에 의해 제어될 수 있다.

제1 바람직한 실시예에 따른 보상 척(1)은, 별개의 슬라이더(15a 내지 15d)가 각 베이스 조오(7a 내지 7d)에 할당되고 별개의 슬라이더 각각이 링 형상의 트랙션 가이드 수단(13)에 의해 이동되는 근본적인 개념에 기초한다. 이하에서 설명하는 제2 실시예에 따른 보상 척(101)은, 원칙적으로는 동일하지만 아래에서 설명하는 바와 같이 베이스 조오와 슬라이더 간의 상이한 협동을 이용하는 기능 또는 보상 모드를 갖고 있다.

보상 척(101)은 하부 하우징부(105) 상에 장착된 하우징(103)을 구비한다. 그 하우징에는 가이드 수단이 마련되며, 그 각각에 총 4개의 베이스 조오(107a 내지 107d)가 이동 가능하게 수용되어 안내된다. 베이스 조오(107a, 107c)가 제1 쌍의 베이스 조오를 형성한다. 베이스 조오(107b, 107d)가 제2 쌍의 베이스 조오를 형성한다. 각 쌍의 베이스 조오(107a, 107c; 107b, 107d)는 각각 직경방향으로 서로 대향한 관계로 배치된다.

하우징(103)은 먼저 보호 튜브 형태의 하우징 커버(11)로 덮이며, 그 아래에 드라이브 유닛(109)이 배치된다. 클램핑 축선(S)의 방향으로의 트랙션 튜브의 이동이 드라이브 유닛(109)에 의해 화살표(Ra 내지 Rd)의 방향으로의 베이스 조오(107a 내지 107d)의 하우징에 의해 미리 정해진 이동으로 변환된다. 드라이브 유닛(109)의 내부 구조는 다음의 도 6a 및 도 9b에서 특히 명확하게 볼 수 있다.

도 6a는 우선 하우징(3)이 없는 상태의 보상 척(1)의 사시도를 도시한다. 동일한 방식으로 이용된 도면 부호와 관련하여 도 5를 참조하기 바란다. 드라이브 유닛(109)은 트랙션 가이드 수단(113)을 구비한다. 그 트랙션 가이드 수단(113)은 일체형이다. 전체적으로 2개의 슬라이더(115a, 115b)가 트랙션 유닛(113)에 결합된다. 슬라이더(115a, 115b)는 각각 특히 도 6b에서 확인할 수 있는 슬라이더 수용 수단(117a, 117b) 내이 슬라이딩 가능하게 수용된다.

트랙션 가이드 수단(113)이 클램핑 축선(S)의 방향으로 잡아당겨지면, 슬라이더(115a, 115b)들은 서로 기대어진 해당 슬라이드 표면에 의해 수용 수단(117a, 117b) 내에서 편향되어, 트랙션 가이드 수단(113)의 이동 방향에 의존하여 서로를 향해 또는 서로 떨어지게 이동한다.

슬라이더(115a, 115b)는 각각 그 상에 회전 가능하게 장착된 2개의 견인 수단(119a, 119b; 119c, 119)을 갖는다(도 7 및 도 9a 참조). 그 견인 수단(119a 내지 119d)은 각각 베이스 조오(107a 내지 107d)의 슬라이딩 가이드 수단(127a 내지 127d)과 맞물려 있다.

보상 척(101)의 작동시에 트랙션 튜브(125)가 클램핑 축선(S)의 방향으로 잡아 당겨지면, 슬라이더(115a, 115b)가 화살표(R'a, R'b)의 방향으로 이동 성분을 갖고 이동한다. 하지만, 트랙션 가이드 수단(113)이 슬라이더(115a, 115b)와 함께 하우징(103)에 회전 가능하게 장착된다. 따라서, 제1 쌍의 베이스 조오(107a, 107c 또는 107b, 107d)가 클램핑 이동 시에 예를 들면 공작물 형태의 장애물을 만나자 마자, 트랙션 가이드 수단(113)은 화살표(R_T)로 나타낸 방향으로 추가적인 이동 성분을 수행하는 것이 가능하다. 하우징(103) 내의 적절한 릴리프 영역(118)에 의해 가능한 회전 운동의 결과로, 그 상황은 베이스 조오(107a 내지 107)들의 불균일 이동을 수반하며, 이에 의해 보상 기능이 제1 바람직한 실시예에 따른 보상 척(1)과 유사하게 보장된다. 견인 수단(119a 내지 119d)과 베이스 조오(107a 내지 107d)의 상호 작용이 또한 도 9a 내지 도 9d에 역시 도시되어 있다.

슬라이더(115a, 115b)에 회전 가능하게 장착된 견인 수단(119a, 119b)이 보상 척이 조여지고 있는 중에 베이스 조오(107a 내지 107d) 내의 개구(127a 내지 127d)에서 슬라이딩한다.

트랙션 가이드 수단(113)의 무회전 이동이 제1 장애물에 의해 더 이상 가능하지 않기 때문에, 그들은 화살표(K)(도 9b 참조)의 방향으로의 이동 성분에 추가하여, 트랙션 튜브(125)에 의한 연속된 클램핑 이동으로 인해 이동하기 시작할 필요가 있다. 그 결과, 그리고 각 쌍의 베이스 조오(107a, 107c; 107b, 107d)에서의 슬라이딩 가이드 수단(127a, 127b, 127c, 127d)의 상이한 경사각으로 인해, 이젠 모든 베이스 조오가 서로를 향해 동기하여 이동하는 경우는 더 이상 없다. 대신에, 예를 들면, 베이스 조오의 쌍들 중 하나가 공작물과 접촉함으로써 이미 고정되어 있다면, 한 쌍의 베이스 조오는 다른 쌍의 베이스 조오보다 빠르게 또는 보다 느리게 이동할 것이다.

바람직한 실시예와 관련한 상기한 상세한 설명을 정리하면, 종래 기술과 비교해 신뢰성 있는 센터 클램핑 및 보상 기능이 현저히 감소된 수준의 구성 요소의 복잡성과 동시에 가능하다는 점은 또 다시 명백할 것이다. 이는 결정적으로는 슬라이더들이 보상을 위해, 특히 트랙션 가이드 수단(13, 113)에 각각 결합됨으로 인해 클램핑 축선(S)을 중심으로 한 원형 경로 상에서 이동 가능하다는 점에 의해 달성된다.

바람직한 실시예들은 각각 본 발명의 바람직한 구성의 특징들의 특히 바람직한 조합을 나타낸다.

하지만, 본 발명의 맥락에서, 예를 들면 본 명세서의 서두에 기재한 바와 같은 종류의 척, 특히 청구항 1의 전제부에 기재한 바와 같은 척의 특징들과의 바람직한 실시예들의 기타 다양한 하위 조합들도 별개로 보호 가치가 있을 수 있는 별개의 기술적 양태를 구성하는 것으로 이해해야 할 것이다. 따라서, 본 출원의 범위는 후속한 청구 범위 외에도 예를 들면 청구항 1의 전제부의 특징과 종속 청구항 또는 전술한 바람직한 실시예의 특징으로 이루어진 특징들의 추가적인 조합도 포함한다.

그 기능적 원리는 다시 말해 아래와 같이 정리할 수 있다.

앞서 논의한 바와 같이, 척은 실질적으로 4개의 베이스 조오(클램핑 부위)와 드라이브를 갖는 하우징을 구비하며, 그 드라이브는 트랙션 튜브, 그 상에 회전 가능하게 장착된 트랙션 가이드 수단 및 적어도 2개의 서로 대향한 슬라이더를 갖는 슬라이딩 전달 수단을 조합한다. 클램핑 작동 시에, 모든 슬라이더가 센터을 향해 또는 센터로부터 멀어지게 이동한다. 그 슬라이더들은 그 센터에 대해 거울 대칭으로 이동 가능하도록 장착된다. 슬라이더에 회전 가능하게 장착된 견인 수단이 슬라이딩 전달 수단을 통해 그 이동을 해당 베이스 조오(클램핑 부위)로 전달한다. 베이스 조오(클램핑 부위)의 제어 홈은 드라이브의 회전 이동 시에 한 쌍의 베이스 조오 사이의 간격이 감소되고 다른 쌍의 베이스 조오 사이의 간격은 증가되도록 하는 식으로 배치된다. 서로 직경방향으로 대향하게 배치된 베이스 조오들을 베이스 조오 쌍으로서 지칭한다. 센터을 향해 또는 센터로부터 멀어지게 베이스 조오들이 이동하는 중에, 한 쌍의 베이스 조오가 방해물과 만나게 되면, 그 쌍의 베이스 조오의 견인 수단이 드라이브가 그 센터을 중심으로 회전하도록 하는 식으로 제어 홈에서 안내되며, 그 경우 다른 쌍의 베이스 조오의 제어 홈에서의 견인 수단은 그 쌍의 베이스 조오도 방해물과 만날 때까지 센터를 행해 또는 센터로부터 멀어지게 계속 이동하도록 마련된다.

Claims

동력 척(1, 101)으로서,
하우징(3, 103)
을 포함하며, 상기 하우징 내에는
- 클램핑 축선(S)의 방향으로 이동 가능한 트랙션 가이드 수단(13, 113)을 갖는 드라이브 유닛(9, 109)이 배치되며,
- 직경방향으로 서로 대향한 2쌍의 베이스 조오(7a, 7c; 7b, 7d; 107a, c; 107b, d)가 배치되며,
- 상기 베이스 조오(7a 내지 7d, 107a 내지 107d)는 상기 클램핑 축선(S)에 실질적으로 수직하게 상기 하우징 내에서 이동 가능하게 안내되며,
- 상기 드라이브 유닛(9, 109)은 상기 트랙션 가이드 수단(13, 113)의 이동을 상기 베이스 조오(7a 내지 7d, 107a 내지 107d)의 이동으로 변환하도록 된, 동력 척(1, 101)에 있어서,
상기 드라이브 유닛(9, 109)은 각 베이스 조오(7a 내지 7d, 107a 내지 107d)를 위해 상기 베이스 조오와 맞물려 있고 상기 클램핑 축선을 중심으로 한 원형 경로(K) 상에서의 이동 성분을 갖고 이동 가능한 견인 수단(19a 내지 19d, 119a 내지 119d)을 구비하는 것을 특징으로 하는 동력 척.
제1항에 있어서, 상기 드라이브 유닛(9)은 각 베이스 조오를 위해, 상기 클램핑 축선을 중심으로 한 원형 경로(K) 상에서의 이동 성분을 갖고 이동 가능한 슬라이더(15a 내지 15d)를 구비하는 것을 특징으로 하는 동력 척.
제1항에 있어서, 상기 드라이브 유닛(109)은 각 쌍의 베이스 조오(107a, 107b; 107c, 107d)를 위해, 상기 클램핑 축선을 중심으로 한 원형 경로(K) 상에서의 이동 성분을 갖고 이동 가능한 슬라이더(115a, 115b)를 구비하는 것을 특징으로 하는 동력 척(101).
제2항에 있어서, 상기 슬라이더(15a 내지 15d; 115a, 115b)들은, 상기 트랙션 가이드 수단(13, 113)의 클램핑 이동이 직경방향으로 서로 대향한 슬라이더(15a, 15c; 15b, 15d; 115a, 115b)들의 동기 이동을 야기하도록 하는 식으로 상기 트랙션 가이드 수단(13, 113)에 결합되는 것을 특징으로 하는 동력 척.
제4항에 있어서, 상기 동기 이동은 상기 클램핑 축선(S)에 실질적으로 수직한 서로를 향한 상기 슬라이더(15a 내지 15d; 1115a, 115b)들의 반경방향 이동인 것을 특징으로 하는 동력 척(1, 101).
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스 조오(7a 내지 7d, 107a 내지 107d)는 각각 상기 슬라이더들의 해당 견인 수단(19a 내지 19d; 119a 내지 119d)과 맞물려 있는 슬라이딩 가이드 수단(27a 내지 27d; 127a 내지 127d)을 구비하는 것을 특징으로 하는 동력 척(1, 101).
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬라이더(15a 내지 15d; 115a, 115b)들은 각각 상기 베이스 조오의 해당 견인 수단과 맞물려 있는 슬라이딩 가이드 수단(27a 내지 27d; 127a 내지 127d)을 구비하는 것을 특징으로 하는 동력 척(1, 101).
제6항에 있어서, 상기 슬라이딩 가이드 수단(27a 내지 27d; 127a 내지 127d)은,
- 상기 슬라이더(15a 내지 15d; 115a, 115b)들의 무회전 이동이 직경방향으로 서로 대향한 상기 베이스 조오(7a 내지 7d, 107a 내지 107d)들의 동기 이동을 야기하고
- 상기 클램핑 축선을 중심으로 한 원형 경로 상에서의 상기 슬라이더(15a 내지 15d; 115a, 115b)들의 이동이 제1 쌍의 베이스 조오(7a, 7c; 107a, 107c)에 대한 제2 쌍의 베이스 조오(7b, 7d; 107b, 107d)의 상대 이동을 야기하도록
된 것을 특징으로 하는 동력 척(1, 101).
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 견인 수단(19a 내지 19d; 119a 내지 119d)은 회전 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 동력 척(1, 101).
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트랙션 가이드 수단(13, 113)은 일체형 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 동력 척(1, 101).
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬라이더(15a 내지 15d; 115a, 115b)들은 각각 상기 트랙션 가이드 수단(13, 113)의 해당 슬라이더 수용 수단(17a 내지 17d; 117a, 117b) 내에 이동 가능하게 안내되게 배치되는 것을 특징으로 하는 동력 척(1, 101).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트랙션 가이드 수단(13, 113)은 유압 작동식 트랙션 튜브(25, 125)를 위한 수용 수단(14)을 구비하는 것을 특징으로 하는 동력 척(1, 101).
제12항에 있어서, 상기 트랙션 가이드 수단(13, 113)은 상기 수용 수단 내의 상기 트랙션 튜브(25, 125)를 에워싸는 트랙션 링(21)을 갖는 것을 특징으로 하는 동력 척(1, 101).
제7항에 있어서, 상기 슬라이딩 가이드 수단(27a 내지 27d; 127a 내지 127d)은,
- 상기 슬라이더(15a 내지 15d; 115a, 115b)들의 무회전 이동이 직경방향으로 서로 대향한 상기 베이스 조오(7a 내지 7d, 107a 내지 107d)들의 동기 이동을 야기하고
- 상기 클램핑 축선을 중심으로 한 원형 경로 상에서의 상기 슬라이더(15a 내지 15d; 115a, 115b)들의 이동이 제1 쌍의 베이스 조오(7a, 7c; 107a, 107c)에 대한 제2 쌍의 베이스 조오(7b, 7d; 107b, 107d)의 상대 이동을 야기하도록
된 것을 특징으로 하는 동력 척(1, 101).
제4항에 있어서, 상기 슬라이더(15a 내지 15d; 115a, 115b)들과 상기 트랙션 가이드 수단(13, 113)은 서로 기대어진 슬라이드 표면에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 동력 척.
제9항에 있어서, 상기 견인 수단(19a 내지 19d; 119a 내지 119d)은 상기 슬라이더(15a 내지 15d; 115a, 115b) 또는 상기 베이스 조오에, 상기 클램핑 축선에 평행한 축선을 중심으로 회전 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 동력 척(1, 101).
제10항에 있어서, 상기 트랙션 가이드 수단(13, 113)의 일체형 구조는 상기 클램핑 축선을 중심으로 회전 가능하고 상기 슬라이더(15a 내지 15d; 115a, 115b)가 결합되는 링 바디 형태인 것을 특징으로 하는 동력 척(1, 101).