KR20000022160A - 샤프트에서 요소를 회전으로 고정되게 맞추는 방법. - Google Patents

샤프트에서 요소를 회전으로 고정되게 맞추는 방법. Download PDF

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Abstract

캠(cam), 피니언(pinion), 디스크(disc) 등과 같은 요소(2)(component)를 회전으로 고정되게 중공(中空) 샤프트(1)에 고정시킬 목적으로, 샤프트에 작은 틈(3)(small clearance)이 있는 요소(component)를 맞춘 후(後)에, 샤프트를 통하여 확장 램(5)(expanding ram)을 통과시키는 샤프트를 확장시키는 것을, 그리고 샤프트와 요소 사이에서 적어도 힘 맞춤(force fit)을 생성시키는 것을 발표한다. 요소에서 구멍 뚫기(drilling)는 윤곽(contour)을 가지는데, 확장 램에 의하여 바깥쪽으로 샤프트 물질 힘을 윤곽으로 압축하면, 특별하게 고정된 접착(particularly firm bond)을 얻을 수 있다. 램의 효과가 있는 지름에서 단계가 있는 증가로 이루어진 램(ram)이나 증가하는 지름의 몇몇의 램(ram)을 이용한다면, 샤프트는 단계에서 확장될 수 있다. 램(5)(ram)에서 적용되는 끌어당기는 힘의 증가는 감지될 수 있고, 요소(2)에 대하여 요구되어지는 맞춤(fitting)이 이루어지는 것을 알게 하는 표시기(indicator)로써 이와 같은 증가는 이용될 수 있다.

Description

샤프트에서 요소를 회전으로 고정되게 맞추는 방법.
관(管) 모양 샤프트(tubular shaft)를 축소시키면서 맞추는 것에 의하여, 또는 확장하는 것에 의하여, 예를 들면, 샤프트에서 캠을 고정하는(죄는) 것은 공지되어 있다. 축소시키면서 맞추는 것에 대하여(DE 33 01 749 A), 가열된 캠을 샤프트로 밀 수 있고, 냉각 중(中)에 수축시키는 것에 의하여 상기 샤프트에서 가열된 캠은 고정되게 축소된다. 샤프트에 설치된 캠의 구멍과 접촉하면서 마찰이 있게 맞물림을 이룩하도록, 높고 유체 내부 압력을 적절하게 적용하는 것에 의하여, 관(管) 모양 샤프트는 확장될 수 있다(DE 38 03 687 A).
또한, 단면적에서 원(圓) 모양이 아닌 외부 윤곽의 샤프트를 이용하는 것은 이미 제안되어 왔는데(DE 36 38 310 A), 그에 상응하는 원(圓) 모양이 아닌 외부 윤곽의 캠을 샤프트로 상기 윤곽에서 죈다(고정한다). 캠에서 밀 때 그리고 결과적으로 다각형 관(管)을 뒤쪽으로 튀어 올라오게 할 때, 다각형 면을 확장하거나 다각형 견재(肩材)를 압축시키는 것에 의하여 일어나게 되는 다각형 모양의 작동을 연결하는 것에 의하여, 다각형 모양의 샤프트로 캠의 죔(걸어 맴)은 일어난다.
게다가, 원(圓) 모양이 아닌 설계를 가진 캠의 자리 잡기를 공급하고, 샤프트 안쪽의 공간에서 높은 압력을 생성시키는 것에 의하여 캠의 원(圓) 모양이 아닌 자리 잡기로 관(管) 모양 샤프트의 벽을 변형시키는 것은 이미 제안되어 왔다(DE 25 46 802 C).
하지만, 샤프트의 작동 중(中)에 일어나는 힘의 전동(傳動)에서 필요한 마찰력에 의한 맞물림(frictional engagement)은 항상 요구되어지는 신뢰성으로 이루어지지 않는다. 내부 압력에 의한 관(管) 모양 샤프트의 확장은, 필요로 하는 매우 높은 압력을 이루는데 상당한 시간을 필요로 하는데, 제작을 위한 상기 방법에 대한 주기 시간과 결과적으로 그 비용 등은 매우 높다는 결과를 가진다.
본 발명은 샤프트(shaft)에 설치된 하나 이상의 부분(part)으로 중공(中空) 샤프트(hollow shaft)의, 비틀림에 대하여 저항이 있는 연결을 위한 방법(process)에 관한 것인데, 상기 방법(process)에 있어서 부분(part)은 샤프트로 맞물리는 작동(mating play)으로 맞추고, 상기 작동을 제거하는 것에 의하여 샤프트(shaft)에서 특별한 위치에서 고정된다(죄어 있다).
도 1 에 있어서, 상기 방법을 수행하는데 적합한 장치(apparatus)를, 도식(圖式)적으로 그리고 실례(實例)에 의하여 나타내고 있다. 도면은, 중공(中空) 샤프트(hollow shaft)를 통하여 세로 단면에서 중공(中空) 샤프트(hollow shaft)가 확장 중(中)인 장치(apparatus)를 보여준다. 캠(cam)은 샤프트에서 죄어지는 부분으로써 선택되어 왔지만, 상기 방법(process)과 장치(apparatus) 등은 서로 다른 형(型)의 죔 부분(fastening part)으로 또한 쓸모가 있다는 것은 극히 당연한 사실이다.
*참조 번호 설명
1 : 중공(中空) 샤프트(hollow shaft)
2 : 캠(cam)
3 : 맞물리는 작동(mating play)
4 : 고정된 말단(fixed stop)
5 : 피스톤 모양의 드리프트(piston-shaped drift)
6 : 끌어당김 막대기(draw rod)
7 : 고리 모양 홈(annular groove)
8 : 멈춤쇠(pawl)
9 : 구동 헤드(driving head)
10 : 피스톤 막대기(piston rod)
11 : 수압으로 작동하는 요소(hydraulic operating element)
12 : 콘(cone)
13 : 변형률 게이지(strain gauge)
14 : 비교 장치(comparison device)
15 : 선형 스케일(linear scale)
16 : 센서(sensor)
그러므로, 본 발명의 목적은 캠, 디스크, 기어 휠, 샤프트에 고정된 어떤 것 등과 같은 죔 부분(fastening part)에 대하여 단순하고 비싸지 않는 가능한 방식을 공급하는 것인데, 특히 비틀림(torsion)에 반(反)하여 고정된 어떤 것이다. 제 1 청구항에 의하여 특징을 짓는 방법과 제 4 청구항에 의하여 특징을 짓는 장치에 의하여, 상기 목적은 이루어진다.
샤프트를 통하여 움직이는 드리프트에 의하여 중공(中空) 샤프트의 확장은 복잡하기 아니하고 실행하기 쉬운 변형 기술(deformation technique)이다. 부분(part)의 요구되어지는 안전한 자리 잡기를 이룩할 목적으로 중공(中空) 샤프트를 확장해야만 하는 양(量)은, 일반적으로 작고 그러므로 방법이나 물질에 관하여 어떤 문제를 제시하기 아니한다. 아주 극단적인 경우에 있어서, 확장은 또한 단계에서 수행될 수 있는데, 다수의 드리프트는 연속해서 움직이거나, 보다 크게 증가시키면서 확장하는 지름을 가진 단계가 있는 드리프트(staged drift)는 중공(中空) 샤프트를 따라서 움직인다. 상기 실시예에 있어서, 다음의 확장 작동이 이루어지기 전(前) 변형 작동 후(後)에 물질을 부드럽게 하는 관련된 이점(利點)이 있다. 상기 방법에서, 마이크로-구조 손상의 위험은 피할 수 있다.
드리프트는 샤프트를 통하여 밀릴 수 있지만, 드리프트가 끌어당겨지는 것을 선호한다.
샤프트에 죄어지는 부분(part)의 구멍(bore)에서처럼, 중공(中空) 샤프트는 단면적에서 안쪽에서와 바깥쪽에서 일반적으로 원(圓) 모양이다. 하지만, 또한, 또 하나의 부분으로 맞물림이 실현되는 상기 부분의 윤곽(contour)은 예를 들면, 달걀이나 다각형과 같은 원(圓) 모양이 아니고, 또한, 서로에 대하여 같은 단면적으로 가지거나 서로에 대하여 다소 서로 다른 단면적을 가진다.
부분(part)의 구멍이 예를 들면, 나사의 이(tooth)의 형(型)으로 윤곽을 그린다면, 중공(中空) 샤프트에 죄어지는 부분(part)의 특별하게 안전한 자리 잡기는 이루어질 수 있는데, 중공(中空) 샤프트의 확장 중(中)에 바뀌어지는 물질이 흐르고, 따라서 부분(part)과 샤프트(shaft) 사이에서 중요한 연결이 일어난다.
중공(中空) 샤프트(1)(hollow shaft)에 있어서, 세 개의 캠(2)(cam)은 연달아서 설치되고, 샤프트를 따라서 의도된 위치에서, 그리고 움켜잡기 수단(보다 더 상세하게 보이지 않음)(holding means)에 의하여 샤프트에 관하여 각(角) 위치에서 세 개의 캠(2)(cam)지탱된다. 캠(2)은 샤프트에 관하여 초기 상태의 맞물리는 작동(3)(mating play)에 있는데, 초기 상태의 맞물리는 작동(3)(mating play)에 의하여 캠(2)이 일렬(一列)로 설치되어 있다. 샤프트(1)는 고정된 말단(4)(fixed stop)에 맞대어 샤프트 엔드 면(shaft end face)을 가진다.
피스톤 모양의 드리프트(5)(piston-shaped drift)를 끌어당김 막대기(6)(draw rod)에서 고정하는데, 끌어당김 막대기(6)의 엔드에서 수압으로 작동하는 요소(11)(hydraulic operating element)의 피스톤 막대기(10)(piston rod)로 구동 헤드(9)(driving head)의 멈춤쇠(8)(pawl)를 통하여, 끌어당김 막대기(6)의 고리 모양 홈(7)(annular groove)은 결합될 수 있다.
드리프트(5)의 외부 지름은 샤프트(1)와 캠(2) 사이에서 적어도 맞물리는 작동(3)에 의하여 중공(中空) 샤프트(1)의 명목 너비보다 확실히 크다. 드리프트(5)는 콘(12)(cone)을 통하여 끌어당김 막대기(6)에서 그 외부 지름까지 걸쳐 있다.
제 1 캠(2)과 맞물리는 작동(3)을 제거할 뿐 아니라, 죄는데 적합한 기능을 위하여 필요한 움켜잡기 힘(holding force)으로 캠을 샤프트에 고정시키는(죄는) 고(高) 표면 압력으로 샤프트와 캠 사이에서 내리누르는 맞춤(press fit)을 확립할 정도로 확장 방식(expanding manner)으로 ; 도면 표시에 있어서, 여기서 드리프트(5)는 중공(中空) 샤프트(1)를 통하여 이미 끌어 당겨져 있고, 드리프트(5)는 중공(中空) 샤프트(1)를 영구적으로 변형하고 있다. 드리프트(5)가 샤프트(1)의 전체 길이를 통하여 끌어당겨질 때, 그러므로 다른 캠(2)은 또한 죄어진다.
그 다음에, 드리프트(5)는 고리 모양 홈(7)의 바깥쪽에서 멈춤쇠(8)를 올리는 것에 의하여 구동 헤드(9)에서 결합되지 않을 수 있고, 다음에 처리되는 중공(中空) 샤프트를 통하여 끌어당김 막대기(6)를 삽입한 후(後)에 구동 헤드로 다시 결합된다.
맞물리는 작동(3), 드리프트(5)의 외부 지름과 중공(中空) 샤프트(1)의 명목 너비 등의 사이에서 차이, 샤프트(1)와 캠(2) 물질의 탄성률, 그리고 샤프트에서 캠의 요구되어지는 움켜잡기 힘 등으로 이루어진 파라미터(parameter)는, 물론 특히 서로에 대하여 통합되어야만 한다.
도면에서 표시된 실시예의 변경에 있어서, 연속해서 다수의 드리프트(drift)나 단계에 의한 드리프트(staged drift) 등을 이용하는 것이 또한 가능한데, 마지막 크기까지 동일한 단계에서 또는 선호하기는 줄어든 단계에서 이와 같은 드리프트의 지름은 증가한다. 상기 경우에 있어서, 각각의 드리프트나 단계의 외부 윤곽은 다양할 수 있다.
샤프트(1)의 확장은 캠(2)(cam)의 원 모양이고 부드러운 구멍으로 마찰이 있는 맞물림의 효과를 이룩한다. 예를 들면, 톱니바퀴가 맞물리는 형(型)으로 캠(2)의 구멍이 윤곽을 가진다면, 드리프트(5)에 의하여 대치되는 샤프트(1)의 물질은 상기 윤곽으로 압축되고, 훨씬 더 높은 움켜잡기 힘을 갖춘 형(型)으로 설치는 이룩된다. 상기 경우에서, 윤곽은 예를 들면 파(波)의 형(型)으로 매우 거칠고, 드리프트(5)는 그에 상응하는 윤곽을 가지는데, 샤프트의 물질은 윤곽의 골로 특별하게 압축될 수 있는 결과를 일으킨다.
중공(中空) 샤프트(1)를 통하여 드리프트(5)의 끌어당김은 상당한 정도의 끌어당기는 힘이 필요한데, 수압으로 작동하는 요소(11)(hydraulic operating element)에 의하여 끌어당김이 적용되는 것은 이점(利點)이 있을 수 있다. 예를 들면, 나사에 홈을 내듯이 이용되는 스핀들(threaded spindle)과 같은, 서로 다른 형(型)의 다른 작동하는 요소를 이용할 수 있다는 것은, 또한 당연한 사실이다.
요구되어지는 끌어당기는 힘은, 중공(中空) 샤프트(1)에서 벽의 두께, 샤프트 물질의 강도, 드리프트(5)에서 콘(12)의 가늘어짐, 드리프트의 끌어당김-율(率) 등과 같은 몇몇의 요소에 의존한다. 캠(2)을 샤프트에 자리 잡게 하는 포인트(點)에서, 상기 캠은 샤프트의 확장을 방해하기 때문에, 확장에 대한 중공(中空) 샤프트의 저항과 결과적으로 끌어당기는 힘 등은 눈에 뜨일 정도로 증가한다는 것은 명백하다.
상기 포인트(點)에서 끌어당기는 힘의 증가는 감지될 수 있고, 캠의 요구되어지는 고정된 자리 잡기가 이루어졌는지를 나타내는 표시로써 쓸모가 있을 수 있다.
상기 목적을 위하여, 예를 들면, 변형률 게이지(13)(strain gauge)의 형(型)으로 구동 헤드(9)에서 힘을 측정하는 요소는 설치될 수 있는데, 이와 같은 요소는 적용되는 끌어당기는 힘을 집어내고, 끌어당기는 힘을 비교 장치(14)(comparison device)로 통과시킨다. 구동 헤드(9)에서 선형 스케일(15)(linear scale)이 또한 이어질 수 있는데, 마찬가지로 비교 장치(14)(comparison device)로 연결된 센서(16)(sensor)에 의하여 감지된다.
제 1 단계에서, 중공(中空) 샤프트(1)에서 캠(2)의 요구되어지는 움켜잡기 힘에 대하여 필요로 하는 끌어당기는 힘과, 상기 끌어당기는 힘이 일어나야만 하는 중공(中空) 샤프트를 따르는 위치 등은, 결정될 수 있다. 상기 값은 비교 장치(14)로 통과될 수 있다. 그 다음에, 다음의 작동에 있어서, 상기에서 경우가 아니라면, 미리-결정된 값이 에러 신호에 이르렀고 에러 신호를 방출하는지를 비교한다. 예를 들면, 캠(2)의 구멍이 너무 커진다면, 중공(中空) 샤프트의 벽의 두께가 가능하다면 관련된 포인트(點)에서 너무 작아지거나, 캠은 의도된 포인트(點)에서 자리 잡지 않거나, 전체적으로 캠을 잃어버린다.
예를 들면, 로드 셀(load cell)이나 변위 변환기(displacement transducer) 등과 같은 다른 형(型)의 측정된 값의 픽업(measured-value pickup) 이용, 그리고 예를 들면, 작동하는 요소(11)의 앵커리지(anchorage)나 고정된 말단(4) 등과 같은 다른 포인트(點)에서 측정된 값의 픽업(measured-value pickup)의 설치 등은, 또한 가능하다.

Claims (7)

  1. 샤프트에 설치된 하나 이상의 부분(part)으로 중공(中空) 샤프트(hollow shaft)의, 비틀림에 대하여 저항이 있는 연결을 위한 것이고 ; 부분(part)은 샤프트(shaft)로 맞물리는 작동(mating play)으로써 나사에 홈을 파고, 상기 맞물리는 작동을 제거하는 것에 의하여 샤프트에서 특별한 위치에서 부분(part)은 고정되는 방법(process)에 있어서,
    중공(中空) 샤프트(1)를 확장하는 것에 의하여 맞물리는 작동(3)은 제거되고 ; 샤프트의 명목 너비보다 더 큰 지름을 가진 하나 이상의 드리프트(5)는 샤프트를 통하여 움직이는 것을 특징으로 하는, 샤프트에 설치된 하나 이상의 부분(part)으로 중공(中空) 샤프트(hollow shaft)의, 비틀림에 대하여 저항이 있는 연결을 위한 방법(process).
  2. 제 1 항에 있어서, 드리프트(5)는 샤프트(1)를 통하여 끌어당겨지는 것을 특징으로 하는, 샤프트에 설치된 하나 이상의 부분(part)으로 중공(中空) 샤프트(hollow shaft)의, 비틀림에 대하여 저항이 있는 연결을 위한 방법(process).
  3. 제 1 항에 있어서, 보다 큰 외부 지름을 각각 가진 두 개 이상의 드리프트(5)는 샤프트(1)를 통하여 연속해서 끌어당겨지는 것을 특징으로 하는, 샤프트에 설치된 하나 이상의 부분(part)으로 중공(中空) 샤프트(hollow shaft)의, 비틀림에 대하여 저항이 있는 연결을 위한 방법(process).
  4. 샤프트에 설치된 하나 이상의 부분(part)으로 중공(中空) 샤프트(hollow shaft)의, 비틀림에 대하여 저항이 있는 연결을 위한 것이고 ; 부분(part)은 샤프트(shaft)로 맞물리는 작동(mating play)으로써 나사에 홈을 파고, 상기 맞물리는 작동을 제거하는 것에 의하여 샤프트에서 특별한 위치에서 부분(part)은 고정되는 장치(apparatus)에 있어서,
    하나 이상의 드리프트(5)는 샤프트(1)를 통하여 움직이게 될 수 있고, 하나 이상의 드리프트(5)는 샤프트의 명목 너비보다 더 큰 외부 지름을 가지는 것을 특징으로 하는, 샤프트에 설치된 하나 이상의 부분(part)으로 중공(中空) 샤프트(hollow shaft)의, 비틀림에 대하여 저항이 있는 연결을 위한 장치(apparatus).
  5. 제 4 항에 있어서, 드리프트(5)의 외부 지름은 샤프트(1)를 통하여 드리프트(5)의 움직임과 같은 방향으로 원뿔 모양으로 증가하는 것을 특징으로 하는, 샤프트에 설치된 하나 이상의 부분(part)으로 중공(中空) 샤프트(hollow shaft)의, 비틀림에 대하여 저항이 있는 연결을 위한 장치(apparatus).
  6. 제 4 항에 있어서, 드리프트(5)는 샤프트(1)를 통하여 끌어 당겨질 수 있는 것을 특징으로 하는, 샤프트에 설치된 하나 이상의 부분(part)으로 중공(中空) 샤프트(hollow shaft)의, 비틀림에 대하여 저항이 있는 연결을 위한 장치(apparatus
  7. 제 4 항에 있어서, 드리프트(5)의 움직임 수단(4, 6, 9, 11)이 할당되고, 비교 수단(14)(comparison device)에 연결된 힘을 측정하는 수단(13)(force- measuring means)과 위치의 변화를 측정하는 수단(15, 16)(displacement-measuring means) 등에 있어서, 드리프트의 움직임 중(中)에 미리-결정된 미는 힘과 끌어당기는 힘 등의 다다름(reaching)을 중공(中空) 샤프트(1)를 통하여 움직임 경로를 따라서 미리-결정된 포인트(點)에서 감지될 수 있는 것을 특징으로 하는, 샤프트에 설치된 하나 이상의 부분(part)으로 중공(中空) 샤프트(hollow shaft)의, 비틀림에 대하여 저항이 있는 연결을 위한 장치(apparatus).
KR1019980710578A 1996-06-26 1997-05-28 샤프트에서요소를회전으로고정되게맞추는방법 KR100317837B1 (ko)

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