KR20050085493A - 특히 탐침 유형의 측정 기구를 위한 센터링 장치 - Google Patents

Abstract

특히 탐침 유형의 측정 기구(1)를 위한 센터링 장치가 제안된다. 센터링 장치는 기구의 축(7)을 한정하는 기구 운반부(3); 섕크 축(43)을 한정하는 운반용 섕크(41); 기구 운반부(3)를 유지하는 센터링 홀더(45);를 구비하며, 기구 축(7)은 생크 축에 대하여 반경 방향으로 움직일 수 있지만 운반용 섕크(41)에 고정될 수 있도록 섕크 축에 평행하게 된다. 센터링 홀더(45)는 섕크 축(43)과 기구 축(47)의 둘레에 분포되고 그리고 이러한 축(7,43)을 따라서 연장되는 평행 사변형 링크 영역(59) 또는 복수개의 이들 영역을 가진 평행사변형 안내부로서 설계된다. 그러한 평행사변형 안내부는 운반용 섕크(41) 및/또는 기구 운반부(3)상에 하나의 부품으로서 일체로 형성될 수 있어서, 제조와 관련된 비용을 감소시킨다. 평행사변형 안내부의 원주상에 분포된 세트스크류(69)들은 기구 축(7)에 대하여 섕크 축(43)을 조절할 수 있게 한다.

Description

특히 탐침 유형의 측정 기구를 위한 센터링 장치{Centering device, in particular for a probe measuring device}

본 발명은 센터링 장치에 관한 것으로서, 특히 탐침 유형의 측정 기구를 위한 센터링 장치에 관한 것이다.

예를 들면, 독일 공개 특허 공보 DE-A-41 00 323. DE-A-195 02 840 및 DE-A-100 14 630 은 다중 좌표 탐침 유형(multicoordinate tracer-type)의 측정 기구를 개시하는데, 기구의 트레이싱 아암은 하우징의 안내부에 의해 한정된 주 좌표 축의 방향으로 변위 가능하고 유니버설 조인트에 의해서 이러한 주 좌표축에 횡방향으로 편향될 수 있다. 하우징은 운반용 섕크(shank)상에 유지되는데, 그것의 섕크 축은 사용 상태에서 주 좌표 축으로 동축선상으로 연장된다. 하우징의 주 좌표 축이 섕크 축에 대하여 센터링될 수 있도록, 하우징에는 운반용 섕크를 위한 축방향으로 수직인 안내 표면이 운반용 섕크를 면하여 제공되며, 하우징이 운반용 섕크의 간극 안으로 핀과 맞물려서, 상기 간극이 운반용 섕크와 핀 사이의 반경 방향 유동(遊動)을 허용한다. 고정을 위하여, 축방향의 텐션 스크류가 제공되는데, 이것은 운반용 섕크를 하우징에 나사 결합시킨다. 그러나, 하우징의 운반용 섕크에 의해 형성된 그러한 센터링 장치는, 특히 그와 같은 것에 사용된 잠금 수단과 안내 표면 때문에, 제조와 관련하여 비교적 높은 비용을 필요로 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 센터링 유지구를 가진 탐침 유형의 측정 기구를 통한 축 길이 방향의 단면도를 도시한다.

도 2 는 센터링 유지구의 축방향 도면을 도시한다.

본 발명의 목적은 특히 탐침형 측정 기구에 적절하고 지금까지보다 훨씬 단순하게 제조될 수 있는 센터링 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 특히 탐침 유형의 측정 기구를 위한, 센터링 장치로부터 진전된 것으로서,

기구의 축을 한정하는 기구 운반부;

섕크 축을 한정하는 운반용 섕크;

기구 운반부를 유지하는 센터링 홀더;를 구비하며, 기구의 축은 섕크 축에 대하여 반경 방향으로 움직일 수 있지만, 운반용 섕크에 고정될 수 있도록 섕크 축에 평행하고,

센터링 홀더는 평행사변형 안내부로서 설계되어 평행사변형 링크 영역이 섕크 축과 기구 축의 주위에 분포되고 이들 축을 따라서 연장되는 것을 특징으로 한다.

그러한 센터링 홀더는 축방향으로 직각인 안내 표면 없이 관리되며 따라서 종래의 센터링 장치의 경우에서보다 보다 비용 효과적으로 그리고 실질적으로 보다 단순하게 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 센터링 장치가 독일 공개 특허 공보 DE-A-41 00 323 호, DE-A-195 02 840 호 또는 DE-A-100 14 630 호에 설명된 바와 같은 탐침 유형의 측정 기구에서 바람직스럽게 사용된다 할지라도, 그러한 센터링 장치는 다른 분야의 용도에 유익하게 채용될 수도 있다. 예를 들면, 센터링 장치는 기계 공구의 스핀들 회전축에 동심상으로 배치되는 드릴, 밀링 커터등과 같은 회전 공구를 유지하는 공구 홀더의 일체화된 부분일 수 있다. 이것은 회전 공구가 예를 들어 유도 가열에 의해 열적으로 팽창 가능한 슬리이브 안으로 수축되는 방식으로 회전 공구를 유지하는 공구 홀더들에 특히 적용된다. 그러한 공구 홀더들은 기계 공구 스핀들에 대한 연결을 위해서 예를 들면 급경사 테이퍼 또는 그와 유사한 형태인 표준의 결합부를 가진다. 이러한 경우에, 본 발명에 따른 센터링 장치는 공구 홀더의 표준 결합부와 회전 공구를 유지하는 슬리이브 부분 사이에서 힘의 전달 경로 안에 배치된다. 그러한 경우에, 본 발명에 따른 센터링 장치의 운반용 섕크는 표준 결합부로서 그리고 슬리이브 부분으로서의 기구 운반부로서 설계된다.

평행사변형 링크 영역들은 예를 들면 바아(bar)들의 형태인 다중의 링크들일 수 있는데, 이들은 서로로부터 분리되어 있으며 운반 축 또는 기구 축을 중심으로 배치되며, 특히 구획되어 있는 축방향으로 평행한 원형 실린더의 슬리이브 부분의 방식으로 배치되었을 때 모든 측으로 편향될 수 있다. 그러나, 슬리이브 부분이 원주 방향에서 폐쇄된 벽으로 설계되어 있는 구현예는 보다 정확하게 조절될 수 있으며 보다 단순하게 제조될 수 있다.

바람직한 구현예에서, 센터링 홀더는 연결용 플랜지를 가지는데, 연결용 플랜지는 섕크 축과 기구 축을 둘러싸고 운반용 섕크를 기구 운반부에 연결시키며, 서로로부터 축방향으로 이탈되게 면하는 그것의 측부상에서, 서로 동심상에 있으며 서로 축방향으로 중첩되어서 슬리이브 부분을 그들 사이에서 반경 방향으로 한정하는 원형의 홈을 가진다. 그러한 홈들은 연결용 플랜지 안으로 용이하게 가공될 수 있으며, 그들의 축방향 깊이와 그들 사이의 반경 방향 거리에 의해서, 슬리이브 부분의 반경 방향 편향 특성을 결정한다. 반경 방향 내측으로 그리고 반경 방향 외측으로 홈들을 지나서 돌출하는 연결용 플랜지의 고리형 영역들은 센터링 홀더를 경직시킴으로써, 평행사변형의 운동은 실질적으로 단지 슬리이브 부분의 변형에만 기초한다. 평행사변형 링크 영역들이 개별적인 바아(bar)들로부터 형성되는 구현예들과, 폐쇄된 슬리이브 부분으로서 설계된 평행사변형 링크를 가진 구현예들에 있어서, 바람직스럽게는 적어도 하나의 평행사변형 링크 영역이 그것의 일 축방향 단부에서 센터링 홀더의 제 1 고리형 부분에 연결되고 그것의 다른 축방향 단부에서 센터링 홀더의 제 2 고리형 부분에 연결되며, 이들 고리형 부분들중 하나는 적어도 하나의, 그렇지만 바람직스럽게는 적어도 3 개의 세트스크류를 유지하도록 제공되며, 세트스크류들은 원주 방향으로 분포되고 이들 고리형 부분의 다른 영역에서 반경 방향으로 지지된다. 공통의 부분들은 서로에 대하여 평행사변형 링크 영역들의 축방향 단부들을 경직화시키는데, 2 개의 고리형 부분들 사이에 지지된 세트스크류(setscrew)가 링크 영역의 균일한 편향을 보장한다. 편리하게는, 2 개의 고리형 부분들이 하나가 다른 것의 안에 배치되어서, 외측의 고리형 부분이 반경 방향으로 나사 결합되는 방식으로 세트스크류를 유지한다. 이것은 세트스크류를 조절하는 것을 보다 용이하게 한다.

센터링 홀더는 운반용 섕크로부터 그리고 하우징으로부터 분리된 구성 요소일 수 있다. 그러나, 제조를 단순화시킨 바람직한 변형예에서, 평행사변형 링크 영역은 그것의 축방향 단부들이 운반용 섕크 및/또는 기구 운반부와 하나의 부품으로서 일체로 제조된다.

본 발명의 예시적인 구현예는 도면을 참조하여 아래에 보다 상세하게 설명될 것이다.

도 1 에서 전체적으로 도면 번호 1 로 표시된 바와 같은 탐침 유형의 측정 기구는 하우징(5)을 구비하며, 그 위에서 전체적으로 도면 번호 5 로 표시된 트레이싱 레버(tracing lever)가 하우징(3)에 의해 한정된 측정용 축(7)의 방향으로 변위 가능하게 안내된다. 더욱이, 트레이싱 레버(5)는 유니버설 조인트에 의하여, 여기에서는 볼 조인트(9)의 형태로, 측정 축(7)상에 놓여있는 피봇 지점(11)을 중심으로 모든 측부상에 피봇 가능하게 하우징(3)에서 안내되며, 도면에 도시된 휴지 위치로 복원 스프링(13)에 의해서 탄성적으로 예비 응력을 받게 되는데, 이에 관해서는 이후에 보다 상세하게 설명될 것이다. 트레이싱 레버(5)는 트레이싱 아암(15)을 가지는데, 트레이싱 아암은 하우징의 밖으로 돌출되며 볼에 의해서 형성된 트레이싱 아암의 자유 트레이싱 단부(17)는 트레이싱 레버(5)의 휴지 위치에서 측정 축(7)상에 놓여있는 트레이싱 기준 지점(19)을 한정한다. 피봇 지점(11)에 대하여, 트레이싱 레버(5)의 결합 아암(21)은 트레이싱 아암(15)에 반대로 돌출하여 하우징(3)의 원형 실린더의 안내 오리피스(23) 안으로 돌출되는데, 상기 안내 오리피스는 측정 축(7)에 중심이 맞춰진다. 실질적으로 슬리이브 형상인 결합편(25)은, 독일 특허 출원 DE-A-100 14 630 호에 설명된 바와 같은 유형의 구형(spherical) 안내 부쉬와 같이, 안내 슬리이브(27)에 의해서 측정 축(7)의 방향으로 변위 가능하게 안내 오리피스(23) 안에서 안내된다. 하우징(3)상에 유지된 디지털의 경로 측정용 장치(29)는 디지털 경로 센서(31)에 의해서 하우징(3)에 대하여 결합편(25)의 위치를 검출하며 도 1 에 도시된 바와 같은 트레이싱 레버(5)의 휴지 위치에 대한 편향의 값을 디스플레이(33)상에 표시한다. 기계적인 길이 측정용 다이알 게이지가 디지털 경로 측정 장치(29) 대신에 제공될 수도 있다.

결합편(25)은 피봇 지점(11)으로부터 축방향으로 이격된 그것의 단부 영역에 직선의 모선을 가진 절두원추(frusto-conical)의 표면 형태인 내측 제어 표면(35)을 가져서, 그것을 가지고 결합용 아암(21)의 자유 단부에 형성된, 트레이싱 레버(5)의 볼록한 외측 제어 표면(37)에 대하여 유지된다. 내측 제어 표면(35)은 측정 축(7)에 회전 가능하게 대칭인 반면에, 외측 제어 표면(37)은 트레이싱 기준 지점(19)과 피봇 지점(11)을 통한 직선에 회전 대칭이며, 상기 직선은 트레이싱 레버(5)의 휴지 위치에서 측정 축(7)과 일치한다. 외측 제어 표면(37)은 원형의 구획부의 형태로 모선(generatrix)을 가진다. 복원용 스프링(13)은 트레이싱 단부(17)의 방향으로 결합편(25)에 예비 응력을 가하며 동시에 서로에 대하여 유지되는 제어 표면(35,37)의 베어링 접촉 압력을 보장한다.

작용하는 동안에, 탐침 유형의 측정 기구(1)는 기계 공구 또는 측정용 기구등의 안에 표준의 결합부에 의해 유지되는데, 예를 들면 측정 축(7)에 동축선상에 있는, 도면 번호 39 로 표시된 바와 같은 급경사 테이퍼 섕크(taper shank)에 의해 유지된다. 측정 작용 동안에 발생하는 측정 축(7)의 방향에서 트레이싱 단부(7)의 조절 운동중에, 결합 아암(21)은 결합편(25)을 구동하고, 이것은 다시 경로 측정 장치(29)를 조절한다. 측정 축(7)에 횡방향인 트레이싱 단부(17)의 조절 운동 중에, 결합 아암(21)은 볼 조인트(9)에 의해 한정된 피봇 지점(11)을 중심으로 피봇된다. 이러한 결합 아암(21)의 피봇 운동중에 모선을 따라서 서로의 위에 미끄러지는 제어 표면(35,37)들은, 경로 측정용 장치(29)가 트레이싱 기준 지점(19)과 측정 축(7) 사이에서 반경 방향의 거리를 측정하는 방식으로, 트레이싱 레버(5)의 피봇 운동을 슬리이브 형상인 결합편(25)의 축방향 운동으로 변환시킨다. 이러한 유형의 탐침 유형 측정 기구에 대한 상세한 사항에 대해서는 독일 특허 출원 DE-A-100 14 630을 참조하면 된다.

탐침 유형의 측정 기구(1)에는 운반용 섕크(41)가 제공되는데, 운반용 섕크에 의해서 측정 기구가 표준 결합부(39) 안으로 클램프되거나 또는 기계 공구의 다른 공구 홀더에 클램프될 수 있다. 정확한 측정을 위해서, 하우징(3) 또는 트레이싱 레버(5)에 의해 한정된 측정용 축(7)이 운반용 섕크(41)에 의해 한정된 중심의 섕크 축(43)과 동축선상으로 연장될 필요가 있다. 반경 방향의 정렬 에러가 보상될 수 있도록, 하우징(3)은 센터링 홀더(45)를 통하여 운반용 섕크(41)에 유지된다. 센터링 홀더(45)는 섕크 축(43)에 대한 측정용 축(7)의 축방향으로 평행한 조절을 허용한다. 이러한 목적을 위해서, 센터링 홀더(45)는 반경상으로 돌출한 연결용 플랜지(47)를 구비하는데, 상기 플랜지는 운반용 섕크(41)상에 하나의 부품으로서 일체로 형성되고 그리고 복수개의 축방향 나사(51)의 보조로써 축방향으로 직각인 적절한 표면(49)에 나사 결합된다. 연결용 플랜지(47)는 트레이싱 단부(17)를 향하여 센터링 연장부(53)를 형성하며, 그에 의해서 상기 연결용 플랜지는 안내 오리피스(23) 안에서 반경 방향으로 근접하게 끼워져서 안내된다.

축방향으로 서로 반대로 위치된 측부상에서, 연결용 플랜지(47)에는 고리형 홈(55,57)들이 제공되는데, 이들은 섕크 축(43)에 대하여 동심상에 있고 그리고 축방향에서 서로 겹쳐지며 그들 사이에 원형 실린더의 축방향으로 평행한 직선의 슬리이브 부분(59)을 한정한다. 반경상으로 내측의 고리형 홈(55)의 저부에 의해서 형성된 고리형 부분(61)은 트레이싱 단부(17)로부터 이탈되게 면하는 슬리이브 부분(59)의 그러한 축방향 단부를 운반용 섕크(41)에 연결하는 반면에, 슬리이브 부분(59)의 축방향으로 다른 단부는, 외측 고리형 홈(57)의 저부(63)에 의해 형성된 고리형 부분에 의해서, 연결용 플랜지(47)의 원주 영역(65)에 연결되는데, 상기 원주 영역은 하우징(3)에 나사 결합된다.

원주 방향으로 분포되어 배치된, 적어도 3 개의, 여기에서는 4 개의 반경 방향 나사 구멍(67)들 안에 세트스크류(69)가 안착되는데, 세트스크류는 외측으로부터 반경 방향으로 접근될 수 있고 그리고 트레이싱 단부(17)로부터 축방향으로 이격되어 면하는 단부에 근접하여, 슬리이브 부분(59)상에 그들의 내측 단부들이 지지되고, 결국에는 고리형 부분(61)의 영역에서 그 위에 지지된다.

슬리이브 부분(59)은 평행 사변형의 안내부를 형성하는데, 이것은 섕크 축(43)에 횡방향으로 모든 측부상에서 편향될 수 있고 그리고 만곡되게 탄성적인 응력을 받는 슬리이브 부분(59)은 모든 측부상에서 편향 가능한 평행 사변형 링크(link)를 형성한다. 조절되고 있는 세트스크류(69)에 의해서, 운반용 손잡이(41)는 측정용 축(7)에 평행하게 변위되고, 세트스크류(69)는 동시에 작동상의 고정 기능을 취하게 된다. 각각의 경우에 90°로 서로 오프셋되어 있는 4 개의 세트스크류(69)들이 제공되기 때문에, 세트스크류들은 짝을 이루어 잠길 수 있다.

도시된 예시적인 구현예에 있어서, 평행사변형 안내부는 고리형으로 폐쇄된 슬리이브 연장에 의해서 이루어진다. 고리형으로 폐쇄된 슬리이브 연장 대신에, 원주 방향으로 구획된 슬리이브 연장이 제공될 수 있거나, 또는 슬리이브 연장이 축방향으로 연장되는 바아(bar)들을 구비하는 케이지(cage)에 의해서 형성된다. 다른 변형예에서, 연결용 플랜지(47)는 운반용 섕크(41)에 일체로 연결될 수 있을 뿐만 아니라, 또한 하우징(3)에도 연결될 수 있다. 특히, 마지막으로 언급된 변형예는 센터링 홀더(45)의 다른 적용예에 대하여 적절한데, 예를 들면 열적으로 유도되어 팽창 가능한 공구 홀더의 경우에서 통상적인 바와 같이, 하우징(3)에 대응하는 구성 요소가 회전 공구의 공구 섕크의 수축 끼움 고정을 위한 슬리이브 부분을 형성하는 적용예와 같은 경우이다. 운반용 섕크는 표준 결합부(39)와 유사한 표준의 결합부로서 직접적으로 설계될 수 있다.

본 발명은 탐침형 측정 기구등에 적용될 수 있다.

Claims (8)

1. 특히 탐침 유형의 측정 기구를 위한 센터링 장치로서,

   기구의 축(7)을 한정하는 기구 운반부(3);

   섕크 축(43)을 한정하는 운반용 섕크(41);

   기구 운반부(3)를 유지하는 센터링 홀더(45);를 구비하고,

   기구 축(7)은 생크 축에 대하여 반경 방향으로 움직일 수 있지만 운반용 섕크(41)에 고정될 수 있도록 섕크 축에 평행하게 되며,

   센터링 홀더(45)는, 섕크 축(43)과 기구 축(7)의 둘레에 분포되고 이들 축(7,43)을 따라서 연장된, 평행사변형 링크 영역(59)이나, 또는 복수개의 이들 링크 영역들을 가진 평행사변형 안내부로서 설계되는 것을 특징으로 하는 센터링 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   평행사변형 링크 영역은 섕크 축(43)과 기구 축(7)에 축방향으로 평행한 원형 실린더의 슬리이브 부분(59)에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는 센터링 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   슬리이브 부분(59)은 원주 방향으로 폐쇄된 벽을 가지고 설계되는 것을 특징으로 하는 센터링 장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   센터링 홀더(45)는 연결용 플랜지(47)를 구비하고, 상기 연결용 플랜지는 섕크 축(43)과 기구 축(7)을 둘러싸며 운반용 섕크(41)를 기구 운반부(3)에 연결시키고 그리고 서로로부터 축방향으로 이격되게 면하는 그것의 측부상에 고리형 홈(55,57)을 가지며, 고리형 홈은 서로에 대하여 동심상에 있고 축방향으로 서로 중첩되어서 그들 사이에 반경 방향으로 슬리이브 부분(59)을 정하는 것을 특징으로 하는 센터링 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항의 어느 한 항에 있어서,

   평행사변형 링크 영역은 그것의 일 축방향 단부에서 센터링 홀더(45)의 제 1 고리형 부분(61)에 연결되고 그것의 다른 축방향 단부에서 센터링 홀더(45)의 제 2 고리형 부분(63,65)에 연결되며, 이들 고리형 부분들중 하나(63,65)는 이들 고리형 부분들의 다른 것의 영역에서 반경 방향으로 지지된 적어도 하나의 세트스크류(69)를 유지하는 것을 특징으로 하는 센터링 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   하나의 고리형 부분(63,65)은 원주 방향으로 분포된 적어도 3 개의 세트스크류(69)들을 유지하는 것을 특징으로 하는 센터링 장치.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

   2 개의 고리형 부분(61,63,65)들은 하나가 다른 것의 안에 동축선상으로 배치되고, 외측 고리형 부분(63,65)은 반경 방향으로 나사 결합되는 방식으로 적어도 하나의 세트스크류(69)를 유지하는 것을 특징으로 하는 센터링 장치.
8. 제 1 항 내지 제 7 항의 어느 한 항에 있어서,

   평행사변형 링크 영역(59)은 그것의 축방향 단부들이 운반용 섕크(41) 및/또는 기구 운반부(3)와 하나의 부품으로서 일체로 제조되는 것을 특징으로 하는 센터링 장치.