KR19990088079A - 유체운반장치 - Google Patents

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KR19990088079A
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슈테판 오트
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쥬르겐 고벨 / 아이. 에이. 리하르트 그라빈스키
가트 게젤샤프트 퓌르 안트리브스테크닉 엠베하
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Abstract

본 발명은 로터리 조인트(1)로 고정부(20)에서 회전부(3)로 유체를 운반하는 장치에 관한 것이고, 유체운반장치는 평평한 방사형, 원추형 또는 원통형의 트랜지션 면을 선택적으로 포함하고, 회전부(3)와 함께 회전하는 최소한 부분적으로 튜브형인 커넥팅 로드(2)가 유체 운반을 위해 제공되고, 커넥팅 로드(2)는 로터리 조인트(1) 구간까지 연장되고, 로터리 조인트(1)에 대해 축방향으로 위치할 수 있다. 위에서 설명한 특징들을 갖는 장치를 제공하기 위해, 중앙 유체공급 파이프로 구성되거나 또는 후반부를 포함하는 커넥팅 로드를 척고정하거나 고정해제를 하는 동안 중앙 유체공급 파이프의 체적변화가 방지되고, 로터리 조인트의 회전 트랜지션 면이 매개물 운반 파이프(30)와 연결되고, 매개물 운반 파이프(30)는 회전부(3)의 커넥팅 로드(2)에 대해 동축방향으로 레이디얼 플레이와 함께 배치되고 후반부에서 겹쳐지는 부분은 동시 회전하는 매개물 운반 파이프(30)와 관련하여 장치를 사용하는 동안 발생하는 커넥팅 로드(2)의 최대 축방향 변위보다 더 크고, 2개의 파이프 부재중 외부 파이프 즉 커넥팅 로드(2) 또는 파이프 부분(3)은 2개의 벽에서 최소한 하나의 실질적으로 방사상으로 연장되는 유체 유체공급 덕트를 갖고, 2개의 파이프 부재 중 내부 파이프는 외부 파이프 부재에서 돌출되는 단부(5)에서 닫혀지고, 커넥팅 로드(2)와 파이프부분(24a) 사이의 2개의 시일(6,7)은 서로 축방향으로 일정길이 만큼 겹쳐진 구간에 제공되고, 겹쳐진 구간은 같은 방식으로 위에서 언급한 최대 축방향 상대 변위보다 더 크고, 파이프부분(3)과 커넥팅 로드(2) 둘 모두는 시일(6,7) 사이의 구간에 있는 보어(31,9)를 각각 포함하고, 이들 보어(31,9)는 외부 파이프 부재의 축방향 덕트(4) 또는 내부 파이프 부재의 중심축 중 어느 하나에서 레이디얼 플레이 만큼 파이프 부재(2,3) 사이에 형성된 공간 내로 유체가 흐르는 통로가 되고 거기서 각각의 다른 파이프 부재(2,3)로 유체가 들어가는 통로가 된다.

Description

유체운반장치{Device for fluid transfer}
본 발명은 로터리 조인트(rotary joint : 회전 관이음 부재)로 고정부에서 회전부로 유체를 운반하는 장치에 관한 것으로서, 로터리 조인트는 평평한 방사형, 원추형 또는 원통형의 트랜지션 면(transition surface)을 선택적으로 포함한다. 회전부와 함께 회전하는 커넥팅 로드(connecting rod)는 유체를 운반하기 위해 제공되고, 커넥팅로드는 로터리 조인트 구간까지 연장되고, 로터리 조인트를 고려하여 축방향으로 변위될 수 있다.
이러한 형태의 장치는 독일 특허 출원 제 197 51 834호에 공지되어 있다. 이러한 공지의 장치에 있어서, 복식 로터리 조인트는 2개로 나누어진 유체를 공급하도록 제공되고, 중앙 유체공급부는 축방향으로만 연장되며 그리고 트랜지션 면은 레이디얼 평면에 위치한 작은 직경의 시일링면(sealing surface)을 구성하고, 반면에 제 2 유체공급부는 외부에서 중앙 유체공급부의 트랜지션면으로부터 일정거리만큼 내부로 방사상 방향으로 연장된다. 따라서, 중앙 이중벽 파이프는 회전부에 제공되고, 내부 파이프는 로터리 조인트의 중간 유체공급 덕트에 연결되고, 반면에 외부 파이프는 로터리 조인트의 레이디얼 유체공급 덕트에 연결된다. 독일 특허출원 제 197 51 834 A1호에 설명된 장치는 특히 소위 최소량 주유법(minimal quantity lubrication)로 일컬어지는 것이 제공되고, 매우 적은 양의 오일은 공구헤드 부근의 공작기계 스핀들(spindle)에 제공되어 혼합실 중앙으로 공급되고, 반면에 공기 공급은 상기 기름 공급과 동축으로 그리고 방사상으로 수행된다. 공기와 기름의 완전 혼합은 스핀들에 있는 공구 고정구(tool holding fixture) 부근의 혼합실에서 미세한 오일 입자를 형성하고, 그 후 이러한 혼합물은 공구내의 대응 보어를 통해 공구의 작업구간으로 운반된다. 극히 적은 양의 오일이 공급되는 반면 공기의 양은 상대적으로 많다. 동시에, 예컨대 드릴 공구 또는 밀링 공구와 같은 공구의 작업구간으로 공급되는 오일 입자는 간섭없이 매우 작은 형태로 고르게 분산된 오일 방울이기 때문에 공작물을 기계가공하는 동안 발생하는 마찰에서 적절한 윤활과 이에 대응하는 마찰 감소는 최소량의 오일이 공급되었음에도 불구하고 달성된다. 달리, 마찰열 발생은 공구의 파괴를 매우 빠르게 초래한다. 고속으로 작동하는 공구 및 공작기계를 사용하는 경향은 이것을 훨씬 더 적절하게 한다. 소위 이러한 최소량 주유법은 종래의 여러 용도의 오일 유제품이 사용되고 매우 적은 량의 윤활유가 사용된다는 장점이 있다. 반면에 지금까지 사용된 오일 유제품은 상대적으로 복잡한 수단에 의해 회수되며, 재활용을 위해 적어도 대략적 정화(roughly cleaning)와 오물처리 또는 재처리되어야 한다.
윤활유가 없는 건조 기계가공은 저속에서 또는 재료의 낮은 연마비율에만 가능하다. 건조 기계가공의 경우 유체를 공작기계 스핀들 및 공구를 통해 공급하지 않는다는 것은 말할 필요도 없고, 이러한 기계가공 형태는 여기에 고려되지도 않았다.
최소량 주유법의 경우에 있어서, 공작기계의 작업 구간으로 일정하고 균일한 방법으로 일정하게 균일한 오일 입자를 공급하는 것은 위에서 언급된 것과같은 문제가 발생하고, 그 중에서도 특히, 오일 입자가 생성될 때까지 기다리기 위해 오일 입자를 생성하는 적절한 혼합실이 부근의 공구 고정구내로 들어가는 스핀들 하부구간으로 이동하게 되므로서 공구의 작업구간으로 이동하고 남은 나머지 오일 입자에서 상기 오일 입자의 변화 즉 오일방울의 분리 또는 오일방울의 응집이 가능한한 적게 되는 원인이 된다.
이러한 목적에 필요한 오일 량은 예를들면 시간당 20㎖ 정도이다. 중앙 로터리 조인트와 함께 공급장치 및 중앙 유체공급 라인은 대응하는 작은 크기이다. 로터리 조인트에 관한한, 상대적으로 작은 직경을 갖는 슬라이딩 시일링(sliding sealing) 면이 사용될 수 있는 부가적인 장점을 가지고 있고, 로터리 조인트 또는 공작기계의 전체 작동 속도인 스핀들 속도는 매우 빠르지만, 로터리 조인트의 기밀성(tightness) 및 작동성(operability)이 계속해서 보장된다.
공작기계의 경우에 있어서, 공구 교체는 공압 또는 유압 수단에 의해서 자동적으로 수행되고, 중앙의 커넥팅 로드가 일반적으로 사용되고, 중앙의 커넥팅 로드는 공작기계 스핀들의 공구 고정구에 위치한 대응 고정 부재와 클램핑 부재(clamping member)를 작동시키기 위해서 축방향으로 이동하게 된다. 일반적으로, 이러한 커넥팅 로드는 한 세트의 스프링에 의해 공구 고정구의 척고정 방향으로 예하중을 받고, 유압 또는 공압 작동은 스프링 탄성력에 의해 커넥팅 로드의 축방향 이동이 발생하고, 이것에 의해 공구는 척고정 장치에서 척고정이 해제된다.
동시에 유체를 공급할 수 있고 공작기계의 스핀들에서 커넥팅 로드를 적절하게 작동시키기 위해서, 적절한 유체공급 덕트가 커넥팅 로드 자체에 조립된다, 즉 커넥팅 로드는 동시에 중앙 유체공급 덕트를 제공하는 파이프 형태 자체이다. 여러가지 유체 덕트가 제공되는 경우, 커넥팅 로드는 일반적으로 다중벽 파이프 형태를 취하므로서, 유체공급 덕트의 갯수가 따라서 증가한다. 그러나, 본 출원서의 문맥에서, "커넥팅 로드" 용어는 위에서 설명한 의미에 한정되지 않고, 일반적으로 로터리 조인트에서 또는 로터리 조인트로 유체를 운반하는 모든 튜브형 부재를 포함하고, 또한 로터리 조인트 또는 로터리 조인트의 슬라이딩 시일링면을 고려하여 축방향으로 변위될 수 있는 것을 의미한다.
중앙 유체 공급과 관련하여, 전체 유체공급 덕트의 체적은 중앙 파이프의 축방향 이동을 통해 로터리 조인트와 유체공급 덕트의 하단부 사이에서 거의 변하지 않는 문제가 발생한다. 유체공급 덕트의 직경이 변하기 보다 로터리 조인트에 있는 유체공급 덕트의 축방향 이동에 의한 유효길이가 변하기 때문에, 체적은 중앙 파이프의 축방향 변위 통로에 의해 다수개로 나누어진 중앙 유체공급 덕트의 단면에 대응하는 양만큼 변한다. 적절한 유체공급 덕트의 한쪽 또는 양쪽이 개방되는 한 이러한 문제는 발생하지 않지만, 유체공급 덕트의 양 단이 모두 닫혔을 경우 상당한 문제가 발생할 수 있다. 최소량 주유법의 경우에 있어서, 유체공급 덕트의 하단부는 혼합실 또는 혼합실 구간에 있는 대응 입구밸브에 의해 닫혀진다. 물론, 타단에서 중앙 오일 공급은 공구를 교체하는 동안 정지될 수 있고, 커넥팅 로드 또는 중앙 파이프의 축방향 운동이 발생하는 동안 발생한다. 커넥팅 로드 또는 중앙 공급 파이프의 갑작스러운 고정해제는 중앙 유체공급 덕트의 유효체적을 증가시키는 효과를 가지며, 이것은 덕트의 갑작스러운 진공을 발생시킬 수 있고, 누출를 통한 공기의 유입 또는 거기에 담겨진 오일의 부분적 배출을 초래할 수 있다. 이것은 공기방울이 오일 공급덕트에 발생할 수 있는 것을 의미하고, 이것에 의해 혼합실에서 오일 증기의 생성이 방해받을 수 있다. 이것은 상당한 공구 마모를 매우 빠르게 유도한다.
다른 예에서는 중앙 유체공급 덕트가 제공되지만, 중앙 유체공급 파이프로 구성된 중앙 커넥팅 로드의 척고정 또는 고정해제 이동과 연관된 압력 서지(pressure surges)가 각각의 구성요소에 작동 문제 또는 손상을 초래할 수 있다. 특히, 누출이 발생할 수 있고 시일링면이 손상될 수 있다.
이러한 선행기술을 고려하여, 본 발명의 목적은 중앙 유체공급 파이프로 구성되거나 후반부를 포함하는 케넉팅 로드의 척고정 또는 고정해제 이동중에 중간 유체공급 파이프의 체적 변화가 방지되는 위에서 언급한 특징을 갖는 장치를 제공하는 것이다.
로터리 조인트의 회전 트랜지션 면(rotating transition surface)은 파이프 부분과 연결되고 파이프 부분은 회전부의 파이프에 대해 동축방향으로 레이디얼 플레이(radial play ; 경극(徑隙)을 보정하는 부재)와 함께 배치되고, 축방향으로 후방쪽에서 겹치는 부분은 동시회전 파이프 부분과 관련하여 장치를 사용하는 동안 발생하는 회전 파이프의 최대 축방향 변위보다 더 크고, 2개의 파이프 부재중 외부 파이프는 벽에서 실질적으로 축방향으로 연장되는 유체공급 덕트를 갖고, 2개의 파이프 부재중 내부 파이프는 외부 파이프 부재와 겹치는 단부에서 닫혀지고, 파이프와 파이프 부분 사이의 2개의 시일은 서로 축방향으로 일정길이 만큼 겹쳐진 구간에 제공되고, 겹쳐진 구간은 마찬가지로 위에서 언급한 최대 상대 축방향 변위보다 더 크고, 파이프 부분과 파이프는 시일들 사이의 구간에서 최소한 하나의 보어를 각각 포함하고, 이들 보어들은 외부 파이프 부재의 덕트 또는 내부 파이프 부재중 어느 하나에서 이들 파이프 부재들 사이에 형성된 공간내로 유체가 들어가는 통로가 되고, 거기서 각각 다른 튜브형 부분 또는 유체공급 덕트로 유체가 들어가는 통로가 되는 것으로 본 발명 목적이 달성된다.
여기서 파이프 또는 파이프 부분은 일반적으로 "파이프 부재"로 표시되고, 겹쳐진 구간에 위치된 내부 파이프 부재의 단부를 닫기 위하여, 축방향으로 연장되는 중간 유체공급 덕트가 함께 위치된다. 공간이 두 파이프 부재의 벽들 사이에 형성되는 대신에, 이러한 공간은 시일에 의해 두 축방향 사이에서 구간이 결정되고, 파이프 부재는 이 구간에서 레이디얼 보어들을 각각 포함하여 유체가 어느 한 파이프에서 공간으로 이동할 수 있고 거기서 다른 파이프로 이동할 수 있다. 파이프 부재는 축방향으로 서로 상대 운동할 수 있고, 2개의 파이프 구성요소에 있는 레이디얼 보어는 내부 파이프 부재와 외부 파이프 부재 사이의 시일에 의해 한정된 공간 내측에서 항상 유지된다. 로터리 조인트에 제공된 파이프 부분이 회전부의 파이프 내측에 방사상으로 위치될 수 있고 한편 로터리 조인트에 제공되고 동시 회전하는 시일과 연결된 파이프 부분 또는 로터리 조인트의 트랜지션면이 얇은 중간 파이프 외측에 위치될 수 있고, 회전부에 제공되고 로터리 조인트의 파이프 부분내로 연장된다. 이러한 후반부 변형은 바람직하고 다음의 다른 바람직한 특징 설명의 주요 근거를 이룬다. 유추하여 이러한 특징들은 반대의 방사상 배치(파이프 부분 방사상 내측과 파이프 방사상 외측)에 어려움 없이 대체될 수 있다. 이들 파이프 부재의 외부 파이프는 파이프 벽에 있는 축방향 유체공급 덕트를 포함하고, 축방향 유체공급 덕트는 시일들 사이의 구간에 있는 레이디얼 보어를 통해 내부 파이프 부재와 외부 파이프 부재 사이의 공간과 연결된다.
외부 파이프에 대한 내부 파이프의 상대 변위는 중간 파이프의 체적이 변하지 않고도, 시일들 사이의 공간에서 축방향으로 서로에 대해 2개의 레이디얼 보어를 변화시키는 효과를 거의 갖지 않으며, 내부 파이프는 파이프 부분내로 돌출되는 단부에서 닫혀진다. 동시에, 외부 파이프 부재의 벽에 제공된 유체공급 덕트의 공간 체적은 중간 파이프의 상대운동에 의해 영향을 받지 않기 때문에 어떠한 방식으로도 변하지 않는다. 원통형 벽들중 어느 하나는 다른 것에 대해 그리고 시일에 대해 상대 변위를 갖기 때문에, 유일한 체적변화는 벽부분이고, 벽부분은 내부 파이프 부재와 외부 파이프 부재 사이에 있는 공간의 내벽과 외벽을 각각 형성하고, 이것은 2개의 벽들 중 어느 하나에 적절하게 고정되어 고정된 축방향 공간에서 유지된다.
파이프 부분의 중간 공간은 위에서 언급한 공간에 한정되지 않고 중간 파이프의 자유단에 위치하는 간극에 거의 한정되지 않으나, 유체운반 간극에 연결되지도 않는다. 특히, 이러한 중간 공간은 대기와 연결될 수 있고 이것에 의해 압력이 배출될 수 있고, 공간을 한정하는 시일에서 배출될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 파이프 부분은 로터리 조인트에 정렬되고 그 내경은 파이프의 외경보다 크고, 로터리 조인트의 파이프 부분에 밀봉방법으로 연장되고, 회전부의 내부 파이프가 로터리 조인트의 파이프 부분과 겹치는 구간 외측의 외부 파이프에 의해 동축방향으로 감싸질 수 있도록 제공될 수 있고 외부 파이프와 연결될 수 있도록 제공될 수 있다. 제 2 유체용 다른 유체공급 덕트는 내부 파이프와 외부 파이프 사이에 한정된다. 이러한 형태에 있어서, 장치는 특히 소위 최소량 주유법으로 일컬어지는 것과 함께 사용하기에 적절하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 외부 파이프는 또한 어느 한 부분을 갖고, 그것의 외부면은 육각 형상으로 균일하다. 내부 및 외부 파이프는 공작기계의 스핀들 부분을 형성하고 특히 척의 공압 또는 유압 작동에 알맞은 커넥팅 로드를 형성한다.
로터리 조인트에 제공된 파이프 부분과 내부 파이프를 감싸는 파이프 부분은 외부 파이프를 감싸는 다른 부분을 갖도록 구성될 수 있고, 또한 육각형 소켓 구간은 회전부의 외부 파이프에 있는 육각형 삽입 구간을 갖는 결합부로 들어갈 수 있고, 바람직하다면, 회전부의 파이프 부분은 다수의 부분들로 구성된다.
본 발명의 용도 및 다른 장점, 특징은 다음의 참조 도면과 바람직한 실시예의 설명에 의해 밝혀질 것이다.
도 1은 로터리 조인트의 축방향 단면도
도 2는 도 1의 로터리 조인트에 끼워질 수 있으며, 이중벽으로 구성된, 공작기계의 커넥팅 로드를 도시한 단면도
도 3은 화살표 "X" 방향으로 도 2의 커넥팅 로드를 도시한 평면도
도 4는 도 1에 따른 로터리 조인트의 제 1 단부(공구 교체부)에 있는 커넥팅 로드를 도시한 단면도
도 5는 도 1에 따른 로터리 조인트의 제 2 단부(공구 척고정부)에 있는 커넥팅 로드를 도시한 단면도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1. 로터리 조인트 2. 커넥팅 로드
3. 회전부 3a,3b,3c,3d. 구성요소
4. 덕트 5. 단혀진 단부
6,7,8. 시일 10. 중심축
11. 회전 트랜지션 시일 12. 외부 파이프
13. 육각형 삽입 구간 14. 서클립
15,16. 환형 공간 18. 레이디얼 보어
19. 스크류 20. 고정 하우징, 고정부
20a. 커버 21. 연결부(P2)
22. 연결부(P1) 23. 축방향 덕트
24. 프론트 보어 24a,24b. 중간 보어
24c. 리어 보어 25. 볼 베어링
26. 외부 링 27. 내부 링
28. 육각형 소켓구간 29. 압력배출 보어
30. 매개물 운반 파이프 30a. 벽
30b. 단부구간(길이) 31. 레이디얼 보어
33. 내부보어 34. 환형 덕트
35. 로터리 조인트 부재 36. 레이디얼 보어
37. 축방향 환형 보어 38. (12의) 개구부
P1. 압축공기 P2. 윤활유
도 1의 설명은 도 4 및 도 5를 동시에 참조하여 이루어질 것이다.
로터리 조인트(1)는 기본적으로 커버(20a)와 고정하우징(20)으로 구성되고, 이 대신에 2개의 부품으로 구성될 수 있다. 고정하우징(20)과 커버(20a)는 스크류(19)에 의해 서로 연결된다. 각각 P2 및 P1 압력으로 매개물을 공급하는 연결부(21,22)가 커버(20a)에 제공된다. 연결부(21)는 중앙 공급라인을 형성하지만, 연결부(22)는 비중앙 공급라인을 형성한다. 특히, 중심 연결부(21)는 매우 적은 양의 윤활유를 공급하기 위해 제공되지만, 연결부(22)는 압축공기를 공급하기 위해 제공된다.
외부 고정하우징(20) 다음으로 로터리 조인트(1)의 두번째 중요 요소는 내부 회전부(3)이고, 내부 회전부(3)는 실질적으로 4개의 구성요소(3a,3b,3c,3d)를 포함한다. 본 발명에 따른 회전부(3)의 일예에서 가장 중요한 부분이 회전부(3)의 구성요소(3a,3b)라는 것을 알 수 있을 것이다. 회전부(3)는 볼 베어링(25)에 의해 중심축(10) 둘레에 회전 가능하게 장착되고, 각각의 외부링(26)은 하우징(20)의 내벽에 견고하게 연결되며, 내부링(27)은 구성요소(3C)에 견고하게 연결된다. 볼 베어링(25)은 서클립(circlip)에 의해 위치가 결정된다.
고정하우징(20) 또는 커버(20a)와 내부 회전부(3) 사이의 밀봉 트랜지션 구간은 회전 트랜지션 시일(11)에 의해 형성되고, 회전 트랜지션 시일(11)은 상세하게 도시되지 않고 개략적으로 도시되었지만 예컨대 슬라이딩 시일면들을 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 바와같이, 내부 회전부(3)는 중심보어를 포함하고, 중심보어는 프론트 보어(24), 중간 보어(24a,24b) 및 리어 보어(24c)로 구성되는 4단으로 단차진 보어형태를 갖는다. 또한 리어 보어(24c)는 육각형 소켓(28)을 포함한다. 단차진 보어(24 내지 24c)들은 각각의 구성요소(3a 내지 3d)와 결합된다. 3a와 3b, 3b와 3c 및 3c와 3d 사이의 트랜지션 지점(transition point)에 시일(6,7,8)이 제공된다. 본 설명의 문맥에서 "프론트(front)"와 "리어(rear) 용어는 다음과 같이 이해할 수 있다. "프론트(front)"로 표시된 각 부분의 부품은 도 1,2,4 및 5에서 우측으로 놓여지는 것이고, "리어(rear)"는 각 부분의 좌측 단부를 표시하는 것으로 사용된다.
중앙 유체공급라인처럼 연결부(21)는 보어(17)와 회전 트랜지션 시일(11)에 의해 레이디얼 보어(18)에 연결된다. 또한 레이디얼 보어(9)는 중간보어(24a)의 상단부에 위치되고 레이디얼 보어(18)와의 연결은 프론트 보어(24)와 평행하게 연장되는 덕트(4)에 의해 제공된다.
도 1에 보다 자세히 도시된 바와같이, 프론트 보어(24)는 통공형태를 갖고 압력배출보어(29)를 갖는 닫혀진 단부 구간에 제공되고, 이것의 목적은 아래에서 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 2를 참조하여 커넥팅 로드(2)를 설명하기로 한다.
커넥팅 로드(2)는 단차진 구조이며 회전부(3)의 중간 단차 보어에 끼워져 축방향으로 이동될 수 있도록 칫수가공된다. 도면의 좌측에 커넥팅 로드(2)가 단면으로 도시되어 있다.
커넥팅 로드(2)는 매개물 운반 파이프(30)를 포함하고, 매개물 운반 파이프(30)는 외부 파이프(12)와 동심방향으로 정렬되고 육각형 삽입 구간(13)을 포함한다. 도 3에 도시된 바와같이, 매개물 운반 파이프(30)는 외부 파이프(12)와 견고하게 연결되어 그 중심이 일치하므로서 환형공간(15)이 형성된다. 레이디얼 보어(31)는 매개물 운반 파이프(30)의 벽에 매개물 운반 파이프(30)의 닫혀진 상단부(5)와 외부 파이프(12)의 상단부(12a) 사이의 중간에 배열된다.
도 4에 도시된 바와같이, 매개물 운반 파이프(30)의 돌출부(30b)는 보어부(24,24a) 또는 구성요소(3a,3b) 부분의 전체 길이에 대응한다. 즉, 외부 파이프(12) 이상으로 돌출되는 매개물 운반 파이프(30)의 단부(30b; 돌출부) 길이는 최소한 커넥팅 로드(2)의 축방향 변위 통로에 의해 시일(6,7)들 사이의 축 방향 길이보다 더 길다.
커넥팅 로드(2)의 다른 2 작동위치를 도시한 도 4 및 도 5를 참조하여, 유체운반장치의 작동기능과 방법을 보다 상세히 설명하기로 한다.
매개물 운반 파이프(30)의 돌출부(30b)와 시일(6,7)들 사이의 축길이는 파이프(30)를 감싸는 환형공간(16)이 시일(6,7)에 의해 중간구간에서 밀봉되는 정도이다.
커넥팅 로드(2)의 매개물 운반 파이프(30)는 프론트 보어(24)에서 실질적으로 기밀하게 안내된다. 장치가 작동중에 있을때, 전체 커넥팅 로드(2)는 회전부(3)와 함께 회전한다.
유체는 연결부(21)에서 중간보어(17)와 로터리 조인트(11)를 통해 레이디얼보어(18)로 배출된 후 거기서 덕트(4)로 배출된다.
도 4는 보어(24)에 있는 커넥팅 로드(2)의 "고정해제" 단부위치를 도시한 것이고, 도 5는 보어(24)에 있는 커넥팅 로드(2)의 "척고정" 단부위치를 도시한 것이다. 도시된 바와같이, 레이디얼 보어(31)는 시일(6,7)들 사이에서, 즉 작동상태("고정해제" 또는 "척고정")에 상관없이 중간보어(24b)의 구성요소(36)에 일정하게 유지되는 방식으로 파이프(2)에 배열된다. 환형공간(16)에 위치된 윤활유, 오일 또는 기타 다른 유체는 파이프(2)에서 이와 반대로 두 위치 사이의 어떠한 위치에서도 보어(31)를 통해 파이프(2)의 내부 보어(33)로 흐를 수 있다.
파이프(2)가 도 4 및 도 5에 도시된 단부위치 사이로 이동될 때 모든 오일 공급라인의 전체 체적, 공급라인(12)에서 시작하는 것, 보어(17,18,4,9), 환형공간(16) 및 보어(31)를 갖는것, 파이프(2)에 있는 내부 보어(33)를 포함하는 것은 변하지 않는다는 것에 대해 특히 주목해야 한다.
파이프(2)의 닫혀진 상단부(5)가 실린더 피스톤 방식으로 구성요소(24a)의 환형공간에서 이동하기 때문에, 압력배출보어(29)가 제공된다. 이것은 보어(24)와 대기 사이에 연결을 제공하여 단부(5)가 닫혀진 파이프(2)가 보어(24a) 및 보어(24)의 환형공간(16)에서 이동하게 되고(도 5 참조), 이것은 압력이 증가하거나 진공이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 시일(6,7)은 환형공간(16)의 확실한 밀봉을 보장하고, 환형공간은 각 보어(24,24b)를 고려하여 윤활유가 채워진다.
상술한 바와같이, 전체 중간 공급 시스템의 체적이 커넥팅 로드(2)의 축방향 이동 중에 변하지 않기 때문에, 공기방울 또는 가스방울이 이러한 공급 시스템에 형성될 수 없고, 따라서 연속 윤활유 공급이 보장된다.
에어(air)는 연결부(21)를 통해 중간 오일 공급부와 평행하게 그리고 공급부의 방사상 외부방향으로 공급된다. 이러한 에어는 연결부(22)에 인접한 축방향 확장 덕트(23) 및 환형덕트(24)를 통해 공급된다. 환형덕트(34)는 또한 개략적으로 도시된 로터리 조인트 부재(35)와 연결된다. 압축공기는 회전부(3), 보어(24a,24b)의 축방향 환형공간(37)에 배열된 레이디얼 보어(36) 내로 이동한다. 외부 파이프(12)는 도면번호 38의 단부에서 개방되어, 보어(24b)로 운반된 압축공기(또는 다른 유체)는 도면번호 39의 단부에서 외부 파이프(12)로 들어가고, 환형공간(15)을 통해 목적지인 도시하지 않는 혼합 노즐로 후방으로 더 운반될 수 있다. 시일(8)은 보어(24)를 고려하여 외부 파이프(2)를 밀봉한다. 이러한 부분의 길이, 시일(8)의 위치 및 외부파이프(12)에 대한 파이프(2)의 돌출부(30b)의 칫수가 결정되어 커넥팅 로드(2)의 2개의 축방향 단부위치에 있는 외부 파이프(12)의 개방단부(38)는 언제나 시일(8) 위의 구성요소에 위치한다.
육각형 삽입부(13)는 회전방향에 대해 구성요소(3C) 부분의 대응 육각 소켓(28)에 마찰이 있는 중간 끼워맞춤 방식으로 결합되고, 이에 의해 회전부(3)와 커넥팅 로드(2)의 공동회전이 보장된다. 동시에, 이들 육각형 부분(13,28)은 커넥팅 로드(2)의 2개의 축방향 단부위치에서 서로 중간 끼워맞춤 상태로 유지될 수 있을 정도의 길이를 갖는다.
본 발명에 따른 유체운반장치는 누출이 발생하지 않고 시일링면이 손상되지 않으며 종래의 경우 보다 공구의 마모가 적은 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 평평한 방사형, 원추형 또는 원통형 트랜지션 면을 포함하고, 회전부(3)와 함께 회전하는 최소한 부분적으로 튜브형상인 커넥팅 로드(2)가 유체 운반을 위해 제공되고, 커넥팅 로드(2)가 로터리 조인트(1) 구간까지 연장되고, 로터리 조인트(1)에 대하여 축방향으로 변위될 수 있는, 로터리 조인트(1)로 고정부(20)에서 회전부(3)로 유체를 운반하는 장치에 있어서,
    로터리 조인트(1)의 회전 트랜지션 면은 매개물 운반 파이프(30)와 연결되고, 매개물 운반 파이프(30)는 회전부(3)의 커넥팅 로드(2)에 대해 동축방향으로 레이디얼 플레이와 함께 배치되고, 회전 커넥팅 로드(2)의 최대 축방향 변위보다 더 큰 양 만큼 축방향으로 후반부와 겹쳐지고, 회전하는 커넥팅 로드(2)의 최대 축방향 변위는 동시 회전하는 매개물 운반 파이프 부재(30)와 관련하여 장치를 사용하는 동안 발생하고, 2개의 파이프 부재중 외부 파이프 부재, 즉 커넥팅 로드 또는 파이프부분(2,3)은 그 벽에서 최소한 하나의 실질적으로 축방향으로 연장되는 유체 유체공급 덕트(4)를 갖고, 2개의 파이프 부재(2,3)중 내부 파이프 부재는 외부 파이프 부재(3,2) 내로 돌출되는 단부(5)에서 닫혀지고, 커넥팅 로드(2)와 파이프부분(24a) 사이의 2개의 시일(6,7)은 위에서 설명한 최대 상대 축방향 변위보다 더 큰 축방향 길이로 서로 겹쳐진 구간에 제공되고, 파이프 부분(3)과 커넥팅 로드(2)는 시일(6,7) 사이의 구간에 있는 보어(31,9)를 각각 포함하고, 이들 보어(31,9)는 외부 파이프 부재의 축방향 덕트(4) 또는 내부 파이프 부재의 중심축(10) 중 어느 하나에서 이들 레이디얼 플레이 만큼 2개의 파이프 부재(2,3) 사이에 형성된 공간 내로 유체가 흐르는 통로가 되고, 상기 공간에서 각각의 다른 파이프 부재(2,3)내로 유체가 흐르는 통로가 되는 것을 특징으로 하는 유체운반장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    겹치는 구간에서 매개물 운반 파이프(30)의 내경은 매개물 운반 파이프(30)와 겹치는 구간에 있는 커넥팅 로드(2)의 외경보다 더 큰 것을 특징으로 하는 유체운반장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    회전부(3)의 매개물 운반 파이프(30)는 파이프 부분과 겹쳐지는 매개물 운반 파이프의 단부구간(30b)에서 축방향으로 일정거리 만큼 외부 파이프(12)에 의해 동축방향으로 감싸여지고 상기 외부 파이프(12)와 견고하게 연결되는 것을 특징으로 하는 유체운반장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    외부 파이프(12)는 개방단부(33)에서 일정길이 만큼 육각형 삽입 구간을 포함하고, 삽입 구간의 길이는 최소한 파이프(2,12)의 최대 축방향 변위 통로에 대응하는 것을 특징으로 하는 유체운반장치.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    매개물 운반 파이프(30)와 외부 파이프(12)는 공작기계 스핀들 부분을 구성하는 것을 특징으로 하는 유체운반장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    매개물 운반 파이프(30)와 외부 파이프(12)는 공작기계 척을 작동시키는 커넥팅 로드(2)를 구성하는 것을 특징으로 하는 유체운반장치.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    회전부(3)는 다수의 구성요소(3a,3b,3c,3d)로 구성되는 것을 특징으로 하는 유체운반장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    회전부(3)는 외단부의 육각형 소켓 구간(28)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체운반장치.
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