KR20090107974A

KR20090107974A - 감쇄 수단을 구비하는 툴 홀더

Info

Publication number: KR20090107974A
Application number: KR1020090031191A
Authority: KR
Inventors: 마티유 오스테르만; 알렝 프레이어무쓰
Original assignee: 으.뻬.베 (쏘씨에떼 빠르 악씨옹 쌩쁠리삐에)
Priority date: 2008-04-10
Filing date: 2009-04-10
Publication date: 2009-10-14
Also published as: RU2519192C2; DK2108473T3; FR2929868B1; EP2108473B1; RU2009113414A; PL2108473T3; DE602009000931D1; EP2108473A1; ES2363867T3; CA2660571A1; CN101554666B; ATE502711T1; JP2009248304A; US8308404B2; US20090257838A1; BRPI0901570B1; BRPI0901570A2; CN101554666A; TW200942358A; KR101567387B1

Abstract

본 발명은, 리밍 헤드(reaming head)(1) 또는 밀링 아버(milling arbor)와 같은 툴 홀더에 있어서, 상기 툴 홀더(1)의 단부 격실(3)에 배치되어 있는 기다란 본체 형태의 감쇄 수단(2)을 구비하며, 상기 단부 격실(3)은 적절한 형상 및 사이즈를 가지고, 리밍 헤드를 수용하기 위한 본체(4)에 의해 또는 밀링 부재에 의해 단부가 폐쇄되어 있는, 툴 홀더에 관한 것이다.

상기 툴 홀더는, 상기 감쇄 수단(2)이 반경 방향으로만 흡수하는 형태이고, 상기 감쇄 수단(2)에, 적어도 각각의 단부에 가깝게 하나 이상의 탄성 변형 가능 수단(5)이 구비되어 있으며, 각각의 상기 단부에서, 상기 탄성 변형 가능 수단(5)은 상기 감쇄 수단(2)의 외피(envelope)와 상기 툴 홀더(1)의 상기 단부 격실(3)의 벽 사이에서 연장되어 있고, 상기 단부 격실(3)의 상기 벽과 상기 감쇄 수단(2) 사이에 클램핑되어 있으며, 상기 감쇄 수단의 단부는 응력을 받지 않으면서 상기 단부 격실(3) 내에서 연장되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 특히, 디지털 콘트롤, 기계가공 센터, 가요성 셀 및 워크샵을 구비하는 머신 툴용 액세서리의 분야에 이용 가능하다.

Description

감쇄 수단을 구비하는 툴 홀더{TOOL HOLDER PROVIDED WITH A DAMPING MEANS}

본 발명은, 디지털 콘트롤, 기계가공 센터, 가요성 셀 및 워크샵을 구비하는 머신 툴용 액세서리의 분야에 관한 것으로서, 감쇄 수단을 구비하는 툴 홀더에 관한 것이다.

툴 홀더는 그 구성상 진동하는 경향이 있으며, 그것은 그 적절한 기능에 치명적인 영향을 준다. 특히 근래의 머신 툴의 작동 속도가 지속적으로 더욱 빠르게 되기 때문에, 이러한 진동의 경향이 증가하고 있다.

이러한 단점을 극복하기 위해, 툴 홀더의 강성도(rigidity)를 작업 상태에 적응시킬 수 있게 하는 진동 감쇄 디바이스를 툴 홀더에 설치하는 것이 제안되어 왔다.

이러한 목적으로, 축방향 하우징에 설치되고, 탄성적으로 변형 가능한 질량들 사이에 클램핑함으로써 상기 축방향 하우징 내에 고정되는 감쇄 분동(weight)으로 구성되는 디바이스가 US-A-3 447 402로부터 공지되어 있는데, 상기 디바이스에서, 강도는 스프링 장착 맞대기 수단을 통해 조절되며, 이러한 디바이스의 보정은 스크루 디바이스를 통해 조절될 수 있다.

또한, FR-A-2 173 957로부터, 툴 홀더 아버(arbor)의 축방향 구멍에 배치되며 환형 탄성 부재를 통해 상기 아버에 연결되는 감쇄 디바이스로 구성되는 머신 툴용 조절 가능 감쇄 디바이스가 공지되어 있는데, 환형 탄성 부재는 감쇄 디바이스의 원추형 단부에 장착되며 강성도를 조절하기 위해 상기 단부들 사이에서 압축될 수 있다.

EP-A-0 571 490은 다른 감쇄 디바이스를 기술하고 있는데, 이러한 감쇄 디바이스는 툴 홀더의 본체에 수용되며 감쇄 본체가 장착되는 중앙 원통형 지지부로 구성된다. 이러한 감쇄 본체는 탄성 부재를 통해 중앙 원통형 지지부에 연결되며, 탄성 부재는 감쇄 본체의 단부들에 배치되고, 중앙 지지부에 연결되는 가스켓을 통해 고정된다. 유사한 디바이스가 EP-A-1 248 692에 기술되어 있다.

이들 공지된 모든 디바이스에서, 감쇄 디바이스는 탄성 변형 가능 부재를 통해 디바이스의 단부에 작용함으로써 축방향 구멍에 고정되지만, 이것은 상기 탄성 변형 가능 부재와 감쇄 디바이스(US-A-3 447 402 및 FR-A-2 173 957)의 발생기(generator) 사이의 어떠한 접촉도 없이 단순히 상기 단부에 작용함으로써 달성된다. 중앙 원통형 지지부를 사용하는 것을 기술하는 상기 2개의 문헌도 감쇄 디바이스의 발생기와 탄성 변형 가능 부재 사이에 어떠한 접촉도 제공하지 않으며, 또한 탄성 변형 가능 부재는 감쇄 디바이스의 하우징과 접촉될 것이다.

그 결과, 그러한 감쇄 디바이스는 단부에서만 아버의 강성도에 작용할 수 있어, 감쇄는 축방향으로 발생하는 경향이 있으며 따라서 최적이 될 수 없다.

본 발명의 목적은, 절단력과 기계가공 속도로 인한 진동 효과를 제거할 수 있게 하면서 디자인이 간단하고 사용하기 쉬운 감쇄 수단이 장착되는 툴 홀더를 제안함으로써 이들 단점을 극복하는 것이다.

이러한 목적으로, 리밍 헤드(reaming head) 또는 밀링 아버(milling arbor)와 같은 툴 홀더에 있어서, 상기 툴 홀더의 단부 격실에 배치되어 있는 기다란 본체 형태의 감쇄 수단을 구비하며, 상기 단부 격실은 적절한 형상 및 사이즈를 가지고, 리밍 헤드를 수용하기 위한 본체에 의해 또는 밀링 부재에 의해 단부가 폐쇄되어 있는 툴 홀더는, 상기 감쇄 수단은 반경방향으로만 흡수하는 형태이고, 상기 감쇄 수단에, 적어도 각각의 단부에 가깝게 하나 이상의 탄성 변형 가능 수단이 구비되어 있으며, 각각의 상기 단부에서, 상기 탄성 변형 가능 수단은 상기 감쇄 수단의 외피(envelope)와 상기 툴 홀더의 상기 격실의 벽 사이에서 연장되어 있고, 상기 격실의 상기 벽과 상기 감쇄 수단 사이에 클램핑되어 있으며, 상기 감쇄 수단의 상기 단부는 응력을 받지 않으면서 상기 격실 내에서 연장되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 비제한적 예로서 주어지며 첨부도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예를 참조하는 다음의 설명을 사용하면 더욱 양호하게 이해될 것이다.

도 1 내지 도 3은 리밍 헤드(1) 형태의 툴 홀더를 예로서 도시하는데, 툴 홀더에, 툴 홀더(1)의 단부 격실(end compartment)(3)에 배치되는 기다란 본체 형태 의 감쇄 수단(2)이 구비되며, 상기 격실은 대응하는 형상 및 사이즈를 가지고, 리밍 헤드를 수용하기 위한 본체(4)에 의해 단부에서 폐쇄된다. 공지된 방법으로, 툴 홀더(1)의 격실(3)의 단부는, 리밍 헤드를 수용하기 위한 본체(4)의 중심 설정 디바이스(41)의 직접 스크루 부착에 의해, 또는 스크루를 통해 클램핑함으로써 이러한 본체(4)를 격실의 단부에 장착함으로써 폐소된다. 도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예를 도시하지만, 본 발명은 예를 들면 밀링 툴 홀더에 사용될 수 있다.

공지된 방식으로, 툴 홀더(1)의 격실(3)은, 중실 실린더에 비해 최대 5%의 정적 강성도 손실을 일으키고 격실의 깊이가 툴 홀더(1)의 직경의 2배가 되도록 형성된다. 리밍 헤드 형태의 툴 홀더(1)를 사용하는 경우에, 상기 리밍 헤드를 수용하기 위한 본체(4)에 바람직하게, 미세한 피치로 툴 홀더(1)에 나사체결되고 회전은 도시되지 않은 장부(tenon)를 통해 차단되는 중심 설정 디바이스(41)가 구비된다.

본 발명에 따라, 감쇄 수단(2)은 반경방향으로만 흡수하는 형태이며, 감쇄 수단(2)에, 적어도 각각의 단부 근처에서 하나 이상의 탄성 변형 가능 수단(5)이 구비되며, 상기 탄성 변형 가능 수단(5)은 감쇄 수단(2)의 외피(envelope)와 툴 홀더(1)의 격실(3)의 벽 사이에서 연장되고, 격실(3)의 벽과 감쇄 수단(2) 사이에 클램핑되며, 감쇄 수단의 단부는 응력을 받지 않으면서 격실(3) 내에서 연장된다. 따라서, 감쇄 수단(2)은 탄성 변형 가능 수단(5)에 의해서만 툴 홀더(1)의 격실(3) 내에 고정되고, 감쇄 수단(2)의 단부는 한편으로는 격실(3)의 바닥에 대해 자유롭고, 다른 한편으로는 리밍 헤드 또는 다른 부품을 수용하기 위한 본체(4)의 뒷면에 대해 자유롭다. 감쇄 수단(2)의 단부에 응력이 없기 때문에, 감쇄 수단(2)의 어떠한 작용도 반경 방향으로만 발생할 수 있다.

바람직하게, 도 1 내지 도 3에 도시되어 있듯이, 탄성 변형 가능 수단(5)은 감쇄 재료로 이루어지는 환형 부재이고, 상기 감쇄 수단(2)에 구비되는 환형 그루브(5')와 협력함으로써 감쇄 수단(2)에 고정된다. 감쇄 수단(2)의 그러한 실시예는, 감쇄 수단(2)에 의해 부여되는 강성도를 조절하기 위한 어떠한 절차로 필요하지 않게 할 수 있어서, 감쇄 수단(2)의 기능을 최적화하면서도 감쇄 수단(2)의 사용을 단순하게 한다.

본 발명의 다른 특징에 따라, 감쇄 수단(2)은 2개 이상의 탄성 변형 가능 수단(5)에 의해 제공될 수 있다. 바람직하게, 그러한 경우에, 탄성 변형 가능 수단(5)은 규칙적 간격으로 배치되고, 각각의 단부로부터 시작하여 동일한 수로 배치된다. 따라서, 감쇄 빈도를 변경할 수 있어, 툴 홀더(1)의 강성도를 변경할 수 있다.

격실(3)의 바닥에 대해 또는 리밍 헤드 또는 다른 부품을 수용하기 위한 본체(4)의 중심 설정 디바이스(41)에 대해 격실(3) 내에서의 감쇄 수단(2)의 충격 또는 길이방향 선회의 영향을 피하기 위해, 감쇄 수단(2)의 각각의 단부면에 바람직하게, 본 발명의 제1 실시예에 따라, 링 조인트 가스켓(6)을 수용하기 위한 원형 그루브(2')가 구비되며, 링 조인트 가스켓(6)이 구비되는 감쇄 수단(2)의 길이는, 리밍 헤드 또는 다른 부품을 수용하기 위한 본체(4)의 중심 설정 디바이스(41)에 의해 폐쇄되는 격실(3)의 길이보다 약간 작다.

본 발명의 변형예에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 충격 또는 길이방향 동요의 영향은, 원형 그루브(3', 41')를 격실(3)의 바닥과, 리밍 헤드 또는 다른 부품을 수용하기 위한 본체(4)의 중심 설정 디바이스(41)의 뒷면에 각각 제공함으로써 방지될 수 있는데, 이들 원형 그루브(3', 41')에 링 조인트 가스켓(7)이 구비되고, 감쇄 수단(2)의 설치 위치에서 링 조인트 가스켓(7) 사이의 거리는 감쇄 수단(2)의 길이보다 약간 크다. 따라서, 감쇄 수단(2)은, 매우 작은 축방향 이동의 가능성은 있지만 클램핑 없이 툴 홀더(1) 내에 수용된다.

예로서, 탄성 변형 가능 수단(5) 및 가스켓(6, 7)은 바람직하게, 니트릴로 이루어지는 O-링의 형태로 이루어지고, 감쇄 수단(2)은 바람직하게 고밀도강으로 이루어진다.

본 발명에 따라, 감쇄 수단(2)은 툴 홀더(1)의 이동에 대해 상이 반대로 됨으로써 반응하여 툴 홀더(1)를 안정화시키도록 의도된다. 따라서, 감쇄 수단(2)과 탄성 변형 가능 수단(5)으로 구성되는 조립체가 최적 효과를 갖기 위해, 이러한 조립체는 최대 진폭으로, 즉 절단 에지에 가능한 한 가까이, 따라서, 툴 홀더의 전방부에서 격실(3) 내에 위치되어야 한다. 또한, 이러한 조립체는, 툴 홀더(1)의 제1 고유 주파수와 동일한 고유 주파수를 가져야 한다.

따라서, 감쇄 수단(2)은, 툴 홀더(1)에 허용 가능한 이동에 대한 함수로서의 크기를 가진다.

본 발명의 또 다른 특징에 따라, 감쇄 수단(2)이 툴 홀더(1)의 격실(3)의 직경보다 약 1mm 작은 직경을 가지며, 탄성 변형 가능 수단(5)이 격실(3)의 내경보다 0.1 내지 0.9mm 큰 외경을 가지는 것이 바람직하다. 그 결과, 감쇄 수단(2)은 이론적으로 직경에 대해 약 1mm의 측방향 변위 또는 반경에 대해 약 0.5mm의 측방향 변위를 가질 수 있다. 격실(3)의 직경보다 큰 탄성 변형 가능 수단(5)을 제공함으로써, 격실(3) 내에서의 감쇄 수단(2)의 어떠한 놀이(play)도 없이 확실하게 설치할 수 있어, 툴 홀더(1)의 예정된 강성도를 발생시킨다.

강성도의 증가에 대한 필요성은 감쇄 수단(2)의 각각의 단부에서의 탄성 변형 가능 수단(5)의 수를 대칭적으로 증가시킴으로써 해결될 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예를 도시하고 있는데, 감쇄 수단(2)에 윤활유 공급 튜브(8)가 통과하는 축방향 천공부(21)가 구비된다. 이러한 튜브(8)는 한편으로는 아교접착 또는 다른 수단에 의해 툴 홀더(1) 내에서 격실(3)의 바닥에 영구적으로 고정되고, 다른 한편으로는 리밍 헤드 또는 다른 부품을 수용하기 위한 본체(4)의 중심 설정 디바이스(41)에 O-링(8')을 통해 조립된다. 따라서, 튜브(8)는 감쇄 수단(2)을 완전히 통과하지만, 감쇄 수단(2) 또는 감쇄 수단(2)과 협력하는 벽과 결코 직접 접촉되지 않는다.

본 발명으로 인하여, 모든 형태의 툴 홀더에 사용될 수 있고 반경 방향으로만 이동될 수 있는 툴 홀더용 감쇄 수단이 생산될 수 있다.

또한, 이러한 감쇄 수단(2)은 최적 기능을 가능하게 하면서도 추가적 부재 또는 특정한 조절 절차를 필요로 하지 않는다.

본 발명은 상술하고 도시된 실시예에 제한되지 않는다. 본 발명의 보호 범위를 넘지 않으면서, 여러 가지 부재의 구성에 대한 여러 가지 수정이 가능하고, 기술적 동등물을 사용하는 대체가 이루어질 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 감쇄 수단이 구비되는 툴 홀더의 단면도이다.

도 2는, 도 1과 유사한 본 발명의 제1 변형예의 단면도이다.

도 3은, 도 1 및 도 2와 유사한 본 발명의 제2 변형예의 단면도이다.

Claims

리밍 헤드(reaming head)(1) 또는 밀링 아버(milling arbor)와 같은 툴 홀더에 있어서,

상기 툴 홀더(1)의 단부 격실(3)에 배치되어 있는 기다란 본체 형태의 감쇄 수단(2)을 구비하며,

상기 단부 격실(3)은 적절한 형상 및 사이즈를 가지고, 리밍 헤드를 수용하기 위한 본체(4)에 의해 또는 밀링 부재에 의해 단부가 폐쇄되어 있으며,

상기 감쇄 수단(2)은 반경 방향으로만 흡수하는 형태이고,

상기 감쇄 수단(2)에, 적어도 각각의 단부에 가깝게 하나 이상의 탄성 변형 가능 수단(5)이 구비되어 있으며,

각각의 상기 단부에서, 상기 탄성 변형 가능 수단(5)은 상기 감쇄 수단(2)의 외피(envelope)와 상기 툴 홀더(1)의 상기 단부 격실(3)의 벽 사이에서 연장되어 있고, 상기 단부 격실(3)의 상기 벽과 상기 감쇄 수단(2) 사이에 클램핑되어 있으며,

상기 감쇄 수단의 단부는 응력을 받지 않으면서 상기 단부 격실(3) 내에서 연장되어 있는, 툴 홀더.
제1항에 있어서,

상기 탄성 변형 가능 수단(5)은 감쇄 재료로 이루어진 환형 부재이고, 상기 감쇄 수단(2)에 구비된 환형 그루브(5')와의 협력에 의해 상기 감쇄 수단(2)에 고정되어 있는, 툴 홀더.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 감쇄 수단(2)에 2개 이상의 탄성 변형 가능 수단(5)이 구비되어 있는, 툴 홀더.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 탄성 변형 가능 수단(5)은 각각의 단부로부터 규칙적 간격으로 동일한 수로 배치되어 있는, 툴 홀더.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 감쇄 수단(2)의 각각의 단부면에, 링 조인트 가스켓(6)을 수용하기 위한 원형 그루브(2')가 구비되어 있고,

상기 링 조인트 가스켓(6)이 구비된 상기 감쇄 수단(2)의 길이는, 리밍 헤드 또는 다른 부품을 수용하기 위한 상기 본체(4)의 중심 설정 디바이스(41)에 의해 폐쇄된 상기 단부 격실(3)의 길이보다 약간 작은, 툴 홀더.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 단부 격실(3)의 바닥과, 리밍 헤드 또는 다른 부품을 수용하기 위한 상 기 본체(4)의 상기 중심 설정 디바이스(41)의 뒷면에 원형 그루브(각각 3', 41')가 구비되어 있고,

상기 원형 그루부(3', 41')에 링 조인트 가스켓(7)이 구비되어 있으며,

상기 감쇄 수단(2)이 설치된 위치에서 상기 링 조인트 가스켓(7)들 사이의 거리는 상기 감쇄 수단(2)의 길이보다 약간 큰, 툴 홀더.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 감쇄 수단(2)은 매우 작은 축방향 이동의 가능성을 가지지만 클램핑 없이 상기 툴 홀더(1)에 수용되어 있는, 툴 홀더.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 탄성 변형 가능 수단(5) 및 상기 링 조인트 가스켓(6, 7)은 바람직하게 니트릴로 이루어진 O-링의 형태로 구성되어 있고,

상기 감쇄 수단(2)은 고밀도강으로 이루어져 있는, 툴 홀더.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 감쇄 수단(2)은 상기 툴 홀더(1)의 상기 단부 격실(3)의 직경보다 약 1mm 작은 직경을 가지며,

상기 탄성 변형 가능 수단(5)은 상기 단부 격실(3)의 내경보다 0.1 내지 0.9mm 큰 외경을 가진, 툴 홀더.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 감쇄 수단(2)에 윤활유 공급 튜브(8)가 통과하는 축방향 천공부(21)가 구비되어 있는, 툴 홀더.