KR20130055590A

KR20130055590A - 회전 스핀들상에 척을 센터링하기 위한 센터링 장치 및 부속한 체결 장치

Info

Publication number: KR20130055590A
Application number: KR1020127028537A
Authority: KR
Inventors: 필립 쉬라우더; 알렉산더 홀스테인
Original assignee: 슈운크 게엠베하 운트 콤파니 카게 스판-운트 그레이프테크닉
Priority date: 2010-04-01
Filing date: 2011-03-16
Publication date: 2013-05-28
Also published as: CN102947050A; WO2011120811A1; DE102010041054A1; CN102947050B; WO2011120811A8; US9283645B2; EP2552642A1; JP2013523465A; EP2552642B1; KR101589339B1; US20130093148A1; JP5662555B2

Abstract

본 발명은 고정부(16)에 클램핑 척(14)을 센터링하기 위한 센터링 장치, 특히 기계의 회전 스핀들(12)의 고정부(16)에 클램핑 척(14)을 센터링하기 위한 센터링 장치에 관한 것으로, 이 때 고정부(16)에는 클랭핑 척 측의 대응 원추부(35)와 부합하는 원추부(33)가 제공되되, 원추부(33) 및/또는 대응 원추부(35)가 축 방향에서 탄성적으로 휠 수 있게 형성되도록 제공되며, 그리고 원추부(33)가 대응 원추부(35)에 인접한 이후에 클램핑 척(14)은 축 방향에서의 인입력에 의해 적어도 조건적으로 더욱 축 방향으로 옮겨가되, 클램핑 척(14)이 고정부 측의 스토퍼(114; 도 13a)에 인접할 때까지 옮겨갈 수 있도록 제공된다. 마찬가지로, 본 발명은 부속한 체결 장치(10)에 관한 것이기도 하다.

Description

회전 스핀들상에 척을 센터링하기 위한 센터링 장치 및 부속한 체결 장치{CENTRING DEVICE FOR CENTRING A CHUCK ON A ROTATING SPINDLE AND ASSOCIATED LOCKING DEVICE}

본 발명은 고정부에 클램핑 척을 센터링하기 위한 센터링 장치, 특히 기계의 회전 스핀들의 고정부에 클램핑 척을 센터링하기 위한 센터링 장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은 부속한 체결 장치에 관한 것이기도 하다.

클램핑 척 내에는 가공해야 할 작업편들(workpieces)이 고정된다. 가공해야 할 작업편의 종류에 따라, 기계에는 다양한 클램핑 척이 제공되거나 이러한 클램핑 척이 교체될 필요가 있을 수 있다. 본 발명을 통해, 특히 회전 스핀들의 고정부에 클램핑 척을 센터링하기 위한 센터링 장치가 제안되어야 하며, 이러한 센터링 장치는 한편으로는 확실한 센터링을 구현하고, 다른 한편으로는 회전 스핀들에 클램핑 척이 소정의 방식으로 인접하도록 한다.

센터링 장치로서 예컨대 원추부(cone) 및 부속한 대응 원추부(mating cone)가 공지되어 있다. 물론, 원추부 및 대응 원추부가 제공된 경우에 단점이 있는데, 즉 원추부와 대응 원추부의 원추면들이 서로 인접하는 경우에, 특히 스핀들 측의 스토퍼(stopper)에서 클램핑 척의 평면 인접은, 원추부 또는 클램핑 척과 부속한 스토퍼의 정렬이 정확하게 달성될 때에만 가능해진다는 것이다. 이는 실제로 구현하기가 매우 어려우므로, 일반적으로, 공지된 시스템은 기하학적으로 과결정되어 있다(overdetermined).

본 발명의 기초가 되는 과제는, 서두에 언급한 종류의 센터링 장치를 제공하는 것으로, 이 때 기하학적인 과결정을 배제하고, 예컨대 회전 스핀들에 클램핑 척을 기능 안정적으로 그리고 반복 정확성(repeat accuracy)을 갖추어 배치할 수 있다.

이러한 과제는 특허청구범위 제1항의 특징들을 포함한 센터링 장치에 의하여 해결된다.

따라서, 본 발명에 따른 센터링 장치는, 클램핑 척 측의 대응 원추부와 부합하는 원추부가 고정부에 제공되되, 원추부 및/또는 대응 원추부는 축 방향에서 탄성적으로 휠 수 있게 형성되고, 그리고 대응 원추부에 원추부가 인접한 후 클램핑 척은 축방향 힘에 의해 적어도 조건적으로 축 방향으로 더욱 옮겨가서, 클램핑 척이 특히 고정부 측의 스토퍼(stopper)에 인접할 때까지 옮겨갈 수 있도록 제공되는 것을 특징으로 한다. 중요한 것은, 클램핑 척과 고정부가 차례로 움직일 때 클램핑 척이 고정부에 인접하기 전에 원추부가 대응 원추부와 닿아 접촉하는 것이다. 원추부 및/또는 대응 원추부의 휨 특성으로 인하여, 이러한 원추부는 클램핑 척의 체결 시 축 방향으로 휘어질 수 있어서, 고정부의 스토퍼 또는 회전 스핀들의 스토퍼에 회전 척이 소정의 방식으로 완전히 인접할 수 있고, 이 때 기하학적인 과결정이 발생하지는 않는다. 특히, 클램핑 척은 대면적으로, 상응하는 스토퍼에 인접할 수 있다.

그러나, 본 발명은 회전하는 클램핑 척에 한정되지 않으며, 고정식 시스템도 포괄한다.

고정부는 직접적으로 특히 회전 스핀들과 같은 부품 또는 조립체에 의해 형성될 수 있거나, 부품 또는 회전 스핀들에 배치될 수 있는 고정 장치에 의해 형성될 수 있다.

유리하게는, 원추부 및/또는 대응 원추부는, 일종의 고리(ring)처럼 형성되되 서로 평행한 벽 부분들에 의해 형성된다. 이 때 바람직하게는, 벽 부분들은 접합 방향에 대해 실질적으로 횡방향(transversal)인 평면에 위치한다. 벽 부분들은 각각 부속한 부품과 일체형으로 결합할 수 있다. 특히, 벽 부분들은 찔려 들어간 부분(punctures)에 의해 구현될 수 있다.

유리하게는, 벽 부분들간의 간격 대 상기 벽 부분들의 방사방향(radial) 연장부의 비율은 1보다 작고, 바람직하게는 1:2 내지 1:8의 범위를 가지며, 바람직하게는 1:3 내지 1:5의 범위를 가진다. 이러한 비율로 인하여, 원추부 및/또는 대응 원추부의 조건적인 탄성적 휨이 달성될 수 있다. 특히, 부분들이 금속 물질로 이루어질 때 그러하다. 탄성적 휨은 1/100 mm 내지 1/10 mm의 범위일 때, 과결정을 방지하기에 충분한 것으로 확인되었다.

또한, 각각 하나의 벽 부분의 상측 및 하측은 중앙 종축으로 가면서 그 횡단면이 쐐기형으로 형성되는 것이 유리할 수 있다. 쐐기형태의 이점은, 벽 부분들의 물질 두께(material thickness)가 상기 벽 부분들의, 방사방향에서 내부에 위치한 영역에서 더 얇음으로써 탄성적 휨이 증대된다는 것이다.

이 때, 각각 하나의 벽 부분의 쐐기각은 5°내지 20°의 범위, 바람직하게는 8°내지 12°의 범위, 더욱 바람직하게는 10°의 범위를 가지는 것이 유리하다. 이러한 각도 범위는 유리한 탄성 특성을 야기한다는 것이 확인되었다.

부가적 또는 대안적으로, 각각 하나의 벽 부분의 상측 또는 하측이 중앙 종축에 대해 수직으로 배치되는 것을 고려할 수 있다. 이 경우에도, 기하학적으로 유리한 비율이 얻어지며, 이러한 비율은 벽 부분들의 양호한 탄성적 변형 가능성을 야기한다.

본 발명의 부가적 형성예에 따르면, 원추부 또는 대응 원추부는 평행하게 차례로 위치한 박판들(lamellas)에 의해 형성되고, 이러한 박판들의, 방사방향으로 외부에 위치한 자유 정면측들은 대응 원추부 또는 원추부에 인접하기 위해 제공된다는 것을 고려할 수 있다. 차례로 위치한 박판들로 인하여, 이러한 박판들은 체결 위치에서 가급적 동시에(parallel) 탄성적으로 휘면서 변형된다. 박판들의 두께는 비교적 얇으므로, 축 방향으로 탄성적 휨이 보장되며, 이 때 방사 방향에서는 매우 높은 강성도(stiffness)가 제공된다. 이러한 점에 있어서, 유리하게는, 유용한 축방향 휨에도 불구하고 방사방향의 높은 강성도가 달성될 수 있다.

박판의 배열 시, 원추형 래터럴면을 얻기 위해, 하부 박판 또는 상부 박판의 외부 직경은 상부 박판 또는 하부 박판의 외부 직경보다 더 작아야 한다. 최상부 박판과 최하부 박판 사이에 위치한 박판들의 외부 직경은, 근소한 정도로 증대되거나 감소함으로써, 종합적으로 원추형 래터럴면이 얻어진다. 정확하게 원추형인 래터럴면을 얻기 위해, 박판들의, 외부에 위치한 자유 정면측들은 추가 가공되는 것을 고려할 수 있다.

바람직하게는, 개별적 박판들의 두께는 0.1 mm 내지 1.5 mm의 범위, 특히 0.3 mm 내지 0.7 mm의 범위를 가지고, 더욱 바람직하게는 약 0.5 mm이다.

또한, 제공된 박판들의 수는 특히 5 내지 20의 범위, 바람직하게는 8 내지 15의 범위, 더욱 바람직하게는 10 내지 12의 범위를 가진다.

이러한 박판들은 바람직하게는 각각 고리형으로 형성되고, 중앙의 구멍을 포함하며, 이러한 구멍안에는 박판을 유지(hold)하기 위한 볼트가 맞물려 들어간다. 개별 박판들은 각각 상이한 직경을 가지며, 이 때 직경들은 원추부의 방향으로 가면서 각각 증대되거나 감소한다.

서두에 언급한 과제는 고정부에, 특히 기계의 회전 스핀들의 고정부에 클램핑 척을 체결하기 위한 체결 장치에 의하여 해결되며, 이러한 체결 장치는 본 발명에 따른 센터링 장치를 포함하고, 이 때 고정부에 체결 수단이 제공된다. 체결 수단은 체결 위치에서 클램핑 척에 영향을 미치되, 축 방향에서 고정부쪽으로 작용하는 인입력(pulling-in force)을 이용하여 영향을 미친다.

이를 통해, 예컨대 회전 스핀들에 클램핑 척이 체결될 때, 적합한 인입력이 제공되고, 이러한 힘은 클램핑 척에 영향을 미치되, 축 방향에서 부품쪽으로 또는 회전 스핀들쪽으로 영향을 미친다. 따라서, 센터링 동안, 원추부 및/또는 대응 원추부는 축 방향에서 탄성적으로 변형되어, 클램핑 척은 고정부 측의 스토퍼에 인접할 수 있다.

체결 수단으로서 특히 클램핑 슬라이드들(clamping slides)이 제공될 수 있다. 클램핑 슬라이드들은 회전 부재에 의해 상호간에 운동 결합하되(motion-coupled), 회전 부재가 돌아갈 때 클램핑 슬라이드들은 그 방사방향 위치를 변경하고, 고정부에 클램핑 척을 체결하기 위해 방사방향에서 외부에 또는 방사방향에서 내부에 위치한 체결 위치로 옮겨갈 수 있도록 운동 결합한다. 이 경우의 이점은, 하나의 부재, 즉 회전 부재의 작동만으로 이에 상응하여 복수 개의 클램핑 슬라이드들이 움직일 수 있다는 것이다.

또한, 고정부는 척 수용부를 포함하고, 회전 척은 척 수용부안으로 진입하기 위한 클램핑 부분을 포함하는 것이 유리하다. 이 때 체결 수단 및/또는 클램핑 부분은 인입 경사부를 포함하되, 체결 수단이 체결 위치로 옮겨갈 때 클램핑 척이 고정부쪽으로 영향을 받도록 포함한다. 따라서, 체결 수단의 위치 변경으로 인하여, 인입력이 제공된다. 클램핑 부분은 특히, 클램핑 고리로서 형성될 수 있고, 척 수용부는 척 수용 고리로서 형성될 수 있다.

회전 부재를 돌리기 위해, 회전 부재와 운동 결합되며 회전 부재에 대해 탄젠트 방향에서 위치 변경될 수 있고 조절 나사(adjusting screw)에 의해 작동 가능한 제어 수단이 제공될 수 있다. 제어 수단 및 조절 나사의 배열은, 조절 나사가 돌아갈 때 제어 수단이 회전 부재에 대해 탄젠트 방향으로 움직이도록 이루어진다. 제어 수단과 회전 부재의 운동 결합으로 인하여, 회전 부재는 회전 부재의 중앙 종축을 중심으로 돌아간다. 따라서, 이를 통해, 클램핑 부분은 상호간에 운동 동기적으로(motion synchronized) 위치 변경될 수 있고, 이 때 하나의 부품만, 즉 조절 나사만이 작동해야 한다.

회전 부재와 클램핑 슬라이드들의 운동 결합을 위해, 회전 부재가 제어 곡선부 또는 제어 캠(control cam)을 포함하고, 그리고 클램핑 슬라이드가 상기 제어 곡선부 또는 제어 캠과 부합하는 제어 캠 또는 제어 곡선부를 포함하는 것을 고려할 수 있다. 제어 곡선부들은 특히, 방사방향으로 연장된 선분에 대해 경사져 배치될 수 있다. 힘 보강을 위해, 제어 곡선부들은 굴곡진 형태로도 배치될 수 있다.

부가적 개별 사항 및 유리한 형성예는 이하의 설명으로부터 추론할 수 있으며, 이에 따라 본 발명의 다양한 실시예는 더욱 상세히 설명되고 기술된다.

따라서, 본 발명에 따르면, 서두에 언급한 종류의 센터링 장치를 제공할 있고, 이 때 기하학적인 과결정을 배제하고, 예컨대 회전 스핀들에 클램핑 척을 기능 안정적으로 그리고 반복 정확성(repeat accuracy)을 갖추어 배치할 수 있다.

도 1은 고정부를 포함한 체결 장치의 종단면을 도시한다;
도 2는 클램핑 척 상에서 도 1에 따른 고정부의 정면을 도시한다;
도 3은 도 1에 도시된 고정부를 조립체로서 도시한다;
도 4a, b, c)는 도 3에 따른 고정부를 체결 위치에서 다양한 도면으로 도시한다.
도 5a, b, c)는 도 3에 따른 고정부를 해제 위치에서 다양한 도면으로 도시한다.
도 6은 도 3에 따른 고정부의 단면을 도시하며, 고정부는 견인관(draw tube) 및 견인 어댑터(draw adapter)를 도시한다;
도 7은 도 6에 상응하는 단면을 해제 위치에서 도시한다.
도 8a, b, c는 고정부의 기본 몸체를 다양한 도면으로 도시한다.
도 9a, b는 고정부의 회전 부재를 다양한 도면으로 도시한다.
도 10은 고정부의 클램핑 슬라이드를 다양한 도면으로 도시한다.
도 11a, b는 고정부의 견인 어댑터를 다양한 도면으로 도시한다; 그리고
도 12는 회전 스핀들의 클램핑 고리를 다양한 도면으로 도시한다;
도 13a는 도 6에 상응하는 단면을 도시하되, 견인관 및 견인 어댑터는 미포함하나, 클램핑 척 수용부를 포함한 상태로 도시한다.
도 13b는 도 13a의 일부분을 확대도로 도시한다.
도 14a는 도 13a에 상응하는 단면을 도시하되, 다른 실시형태에 따른 단면을 도시한다.
도 14b는 도 14a의 일부분을 확대도로 도시한다.
도 15a는 도 13a에 상응하는 단면을 도시하되, 또 다른 실시형태에 따른 단면을 도시한다.
도 15b는 도 15a의 일부분을 확대도로 도시한다.
도 16a는 도 13a에 상응하는 단면을 도시하되, 또 다른 실시형태에 따른 단면을 도시한다.
도 16b는 도 16a의 일부분을 확대도로 도시한다.

도 1에는 고정 시스템이라고도 할 수 있는 체결 장치(10)가 도시되어 있다. 고정 시스템은 기계 측의 회전 스핀들(12), 클램핑 척(14) 및 고정 장치(16) 형태의 고정부를 포함한다. 고정 장치를 이용하여 클램핑 척(14)은 회전 스핀들(12)에 고정되어 있다. 또한, 기계 측의 견인관(18)이 제공되고, 견인관은 척 측의 견인 어댑터(20)를 경유하여 축 방향으로 클램핑 피스톤(22)을 작동시킨다. 클램핑 피스톤(22)은, 전체적으로 차례로 서로를 향하여 그리고 서로 멀어지면서 운동할 수 있는 척 죠들(chuck jaws)(24)과 운동 결합한다. 척 죠들은 도 2에 따른 도면에서 분명하게 확인할 수 있다. 운동 결합은, 클램핑 피스톤(22)의 축방향 이동이 기계적 액츄에이터(actuator)(26)를 경유하여, 척 죠들(24)이 차례로 서로 가까워지거나 서로 멀어지면서 방사방향에서 운동하도록 만드는 방식이다. 따라서, 견인관(18)의 축 방향 운동에 의해, 클램핑 척(14) 또는 클램핑 척의 척 죠들(24)은 동력 작동될 수 있다.

고정 장치(16)는 중간 영역에서, 중앙 관통부(29)를 포함한다. 중앙 종축은 참조번호 31로 표시되어 있다.

도 1로부터 분명해지는 바와 같이, 고정 장치(16)는 고정 나사(28)를 경유하여 회전 스핀들(12)에 플랜지 결합된다(flanged). 고정 장치(16)의 센터링을 위해, 고정 장치는 내부 원추부(30)를 포함하고, 내부 원추부는 스핀들 측의 외부 원추부(32)와 연동한다. 고정 장치(16)에서 클램핑 척(14)의 센터링을 위해, 고정 장치(16)는 원추부(33)를 포함하고, 이러한 원추부는 척 측의 대응 원추부(35)와 연동한다. 이 때 원추부(33) 및 대응 원추부(35)는 하나의 센터링 장치(100)를 형성한다.

클램핑 척(14)은 고정 장치(16)를 향해있는 상기 클램핑 척의 측에서 클램핑 고리(34)를 포함하고, 클램핑 고리는 고리 형으로 형성된 척 수용부(36) 안으로 맞물려 들어간다. 마찬가지로 도 1로부터 분명해지는 바와 같이, 클램핑 고리(34)는 고정 나사(38)를 이용하여 클램핑 척 수용부(40)에 나사 조립된다.

도 3에서 고정 장치(16)는 별도의 조립체로서 도시되어 있다. 이 때, 고정 장치(16)는 기본 몸체(42)를 포함하고, 기본 몸체는 고정 나사(28)를 수용한다는 점을 확인할 수 있다. 또한, 내부 원추부(30)도 마찬가지로 기본 몸체에 의해 형성된다.

특히 도 3, 4, 5로부터 특히 명확해지는 바와 같이, 기본 몸체(42)는 회전 스핀들(12)을 향해있는 상기 기본 몸체의 측에서 고리 수용부(44)를 포함하고, 고리 수용부 안에서 회전 부재(46)는 회전 고리의 형태로 회전 가능하게 지지되면서 배치된다. 회전 부재(46)를 돌리기 위해, 회전 부재(46)와 운동 결합한 제어 수단은 제어 피스톤(48)의 형태로 제공된다. 특히 도 5c로부터 명확해지는 바와 같이, 제어 피스톤(48)은 탄젠트 방향에서 조절 나사(50)를 따라 위치 변경될 수 있다. 조절 나사(50)는 스핀들 나사산(52)을 포함하고, 스핀들 나사산은 제어 피스톤(48)의 내부 나사산과 연동하되, 조절 나사(50)가 돌아갈 때 제어 피스톤(48)이 조절 나사(50)의 종 방향으로 움직이도록 연동한다. 제어 피스톤(48)의 포지션을 표시하기 위해, 제어 피스톤(48)에 관찰 슬라이드(56)가 제공되고, 관찰 슬라이드의 위치는 기본 몸체(42)에 제공된 관찰 창(58)에 의해 광학적으로 인지될 수 있다.

조절 나사(50)는 자유롭게 접근 가능한 상기 조절 나사의 말단에서 작동부(60)를 포함하고, 작동부 안에는 조절 나사(50)를 돌리기 위해 특히 수동으로 돌릴 수 있는 나사 키가 진입할 수 있다. 제어 피스톤(48)과 회전 부재(46)의 운동 결합을 위해, 회전 부재(46)는 캠 리세스(cam recess)(62)를 포함하고, 캠 리세스 안에는 제어 피스톤 측의 캠(64)이 맞물려 들어간다.

회전 부재(46)는 클램핑 슬라이드(66)의 형태를 가진 체결 수단과 운동 결합하되, 회전 부재(46)가 돌아갈 때 클램핑 슬라이드(66)가 그 방사방향 위치를 변경하고 그리고 방사방향으로 외부의 체결 위치로부터 방사방향으로 내부의 해제 위치로 옮겨갈 수 있도록, 운동 결합한다. 도 4a, 4b, 4c에는 클램핑 슬라이드(66)의, 방사 방향으로 외부의 체결 위치가 도시되어 있다. 도 5a, 5b, 5c에는 클램핑 슬라이드(66)의, 방사방향으로 내부의 해제 위치가 도시되어 있다.

회전 부재(46)와 클램핑 슬라이드(66)의 운동 결합을 위해, 회전 부재(46)는 클램핑 슬라이드(66)를 향해있는 상측에서 제어 곡선부(68)의 형태로 틈새들을 포함한다. 회전 부재(46)를 개별 부분으로서 도시하는 도 9a, 9b에서 제어 곡선부(68)를 분명하게 확인할 수 있다. 제어 곡선부(68)는 각각 약간 굽은 축(70)을 포함하고, 이러한 축은, 방사 방향으로 외측의 체결 위치로 가면서 힘 보강이 이루어지도록 한다. 도 10에서 개별 부분으로서 도시된 클램핑 슬라이드(66)는 회전 부재(46)를 향해있는 측에서 각각 하나의 제어 캠(72)을 포함하고, 제어 캠은 각각 하나의 제어 곡선부(68)와 연동한다. 이러한 클램핑 슬라이드(66)는 기본 몸체(42) 내에서 방사 방향으로 위치 변경가능하도록 배치된다. 이는 특히 도 8c로부터 분명해지며, 이러한 도면에서는 각각의 클램핑 슬라이드(66)를 위한 가이드 홈(74)을 분명하게 확인할 수 있다.

도 8로부터 분명해지는 바와 같이, 기본 몸체(42)는 내부에 위치한 원주형 고리 벽(75)을 포함하고, 고리 벽은 방사방향으로 내부에 위치한 측에서 중앙의 관통부(29)를 한정하고, 방사방향에서 외부에 위치한 측에서 고리 형의 척 수용부(36)를 한정한다. 가이드 홈(74)은 고리 벽(75)을 관통해 연장됨으로써, 클램핑 슬라이드(66)는 위치에 따라, 한편으로는 중앙의 관통부(29)의 영역안으로 맞물려 들어가고(해제 위치), 다른 한편으로는 척 수용부(36) 안으로 맞물려 들어간다(체결 위치).

클램핑 슬라이드(66)는 방사방향에서 내부에 위치한 부분(76) 및 방사방향에서 외부에 위치한 부분(78)을 포함한다. 도 4b로부터 분명해지는 바와 같이, 횡단면이 v형으로 형성되며 방사방향에서 외부에 위치한 부분(78)은 인입 경사부(79)를 포함하고, 체결 위치에서 클램핑 고리(34)에 제공된 원주형 고리 홈(80) 안으로 맞물려 들어가며, 고리 홈은 마찬가지로 v형 횡단부를 포함한다. 고리 홈(80)은 특히 도 12a, 12b에서 분명하게 확인할 수 있으며, 이러한 도면에서 클램핑 고리(34)는 개별 부분으로서 도시되어 있다. 인입 경사부(79)로 인하여, 클램핑 슬라이드(66)가 방사방향에서 외부에 위치한 체결 위치로 옮겨갈 때 클램핑 척(14)은 고정 장치(16)쪽으로 영향을 받는다. 이를 통해, 클램핑 고리(36)는 체결 위치에서 고정 장치(16)에 더욱 확실하게 체결될 수 있다.

클램핑 슬라이드(66)가 방사방향으로 내부인 해제 위치에 위치하는 도 5b로부터 분명해지는 바와 같이, 부분(78)은 고리 홈(80)으로부터 빠져 나와, 클램핑 척(14)은 클램핑 고리(34)와 함께 고정 장치(16)로부터 취출될 수 있다.

고정 장치(16)가 장착된 상태에서, 기본 몸체(42)는 도 1로부터 분명해지는 바와 같이 견인 어댑터(20)를 둘러싼다. 도 1에는 절단 평면이 선택되어 있고, 절단 평면에서는 클램핑 슬라이드는 위치하지 않으므로 미도시되었다.

도 6, 7에서, 견인관(28) 및 견인 어댑터(20)의 일부분을 포함한 개별 부분으로서 고정 장치(16)가 단면도로 도시되어 있으며, 이러한 단면도에서 클램핑 슬라이드(66)를 확인할 수 있다. 도 6은 체결 위치를 도시한다; 클램핑 척 측의 클램핑 고리(34)는 클램핑 슬라이드(66)를 경유하여 고정 장치(16)에 체결된 채로 유지된다. 도 6, 도 7로부터, 그리고 개별 부분으로서 견인 어댑터(20)를 도시하는 도 11로부터 분명해지는 바와 같이, 견인 어댑터(20)는 견인관(18)을 향해있는 측에서 결합부(82)를 포함한다. 결합부는, 견인 어댑터(20)와 일체형으로 형성되며 방사 방향에서 탄성적으로 휠 수 있는 설부(tongue-like portion)의 형태를 가진다. 설부는 축 방향으로 연장되며, 방사 방향에서 탄성적으로 휠 수 있다. 설부는 설부의 자유 말단 영역에서 방사 방향으로 외부를 가리키는 코(nose)(84)를 포함한다. 이러한 코(84)는, 도 1 및 도 6에서 분명하게 확인할 수 있는 바와 같이, 견인관 측의 대응부(86) 안으로 맞물려 들어가고, 대응부는 원주형 홈으로서 형성된다. 설부는 견인 어댑터(20)에 배치되되, 설부가 클램핑 슬라이드(66)의, 방사 방향으로 내부인 해제 위치에서, 도 7로부터 분명해지는 바와 같이, 방사 방향으로 내부를 향하여 탄성적으로 변형되도록 배치된다. 변형은, 코(84)가 대응부(86)로부터 빠져나오고 견인 어댑터(20)가 클램핑 척(14)과 함께 축 방향에서 제거될 수 있을만큼 이루어진다. 따라서, 클램핑 슬라이드(66)는 이중 기능을 가진다; 한편으로는 클램핑 슬라이드의 부분들(78)을 클램핑 고리(34)로부터 빼낸다. 다른 한편으로는, 클램핑 슬라이드는 설부(82)를 작동시킴으로써, 설부의 코(84)는 대응부(86)로부터 빠져나온다. 이후, 클램핑 척(14)은 제거될 수 있다.

도면에 도시된 실시예에서, 설부(82)를 포함하는 결합부는 견인 어댑터(20)에 배치되고, 대응부는 견인관(18)에 배치된다. 본 발명에 따르면, 결합부는 견인관(18)에 제공될 수 있고, 대응부는 견인 어댑터(20)에 제공될 수 있다. 이러한 배치는, 클램핑 슬라이드(66)가 견인관 측의 결합부를 작동시켜 클램핑 척이 견인 어댑터(20)와 함께 제거될 수 있는 방식으로 이루어져야 한다.

기술된 고정 장치(16) 또는 전체 체결 장치(10)의 이점은, 나사만 조절하여, 즉 조절 나사(50)만 조절하여 클램핑 척(14)을 교체할 수 있다는 것이다. 조절 나사(50)의 조절에 의해, 한편으로는 클램핑 슬라이드(66)와 클램핑 고리(34) 사이의 체결이 풀리고, 다른 한편으로 견인관(18)과 견인 어댑터(20)의 결합이 풀린다.

도 13a에 도시된 단면도는 실질적으로 도 6에 따른 단면도에 상응하며, 이 때 도 13a에서 견인관 및 견인 어댑터는 미도시되었다. 도 6과 다르게, 도 13a에는 클램핑 척 측의 클램핑 척 수용부(40)가 도시되어 있으며, 이러한 수용부에 클램핑 고리(34)가 고정되어 있다.

도 13a, 13b로부터, 체결 장치(10)가 센터링 장치(100)를 포함하고, 센터링 장치가 고정 장치 측에서 원추부(33)를, 클램핑 척 측에서 대응 원추부(35)를 포함한다는 것이 분명해진다.

무엇보다도 도 6, 도 13a, 13b로부터 분명해지는 바와 같이, 원추부(33)는 실질적으로 서로 평행한 벽 부분들(102)에 의해 형성된다. 종합적으로, 도 13에 도시된 실시 형태에서, 2개의 벽 부분들이 제공되고, 이러한 벽 부분들은 일종의 고리과 같이 원주형이다. 벽 부분들(102)은 기본 몸체(42)와 일체형으로 형성되어 있다. 벽 부분들(102)은 기본 몸체(42) 내에 찔려 들어간 부분들(punctures)(104)이 형성됨으로써 구현될 수 있다. 특히 도 13b로부터 분명해지는 바와 같이, 벽 부분들(102)은 각각 상측(106) 및 하측(108)을 포함한다. 상측은 하측에 대해 평행할 수 있다. 물론 도 13b로부터, 상측(106) 및 하측(108)의 횡단면이 중앙 종축으로 가면서 쐐기형으로 형성된다는 것이 분명해진다. 상측(106) 및 하측(108)은 10°범위 내의 쐐기각(α)을 이룬다. 하측(108)은 중앙 종축(31)에 대해 실질적으로 수직이다. 이에 상응하여 상측(106)은 경사진다. 또한, 본 발명에 따르면, 상측(106)이 중앙 종축에 대해 수직이고 하측(108)이 이에 상응하여 경사지는 것을 고려할 수 있다. 마찬가지로, 양 측이 적절하게 중앙 종축(31)에 대해 경사지는 것도 고려할 수 있다. 벽 부분(102)의, 방사방향에서 외부에 위치한 래터럴면(110)은 원추형으로 굴곡진 평면 내에 위치한다. 말단 영역(112)에서 벽 부분(102)은 기본 몸체(42) 안으로 이어진다.

클램핑 척(14) 또는 이의 클램핑 척 수용부(40)는 대응 원추부(35)를 포함하고, 대응 원추부는 원추부(33)와 부합하도록 형성된다. 이러한 형성은, 고정 장치(16)상에서 클램핑 척(14)이 축 방향에서 차례로 움직일 때 우선 벽 부분(102)의 래터럴면(110)이 대응 원추부(35)에 인접하도록 이루어진다. 대응 원추부(35)에 래터럴면(110)이 인접한 후, 클램핑 척(14)은 축 방향으로 더욱 움직일 수 있으며, 클램핑 척(14) 또는 이의 클램핑 척 수용부(40)가 고정 장치(16) 또는 고정 장치의 기본 몸체(42)에 인접할 때까지 그러하다. 이를 위해, 고정 장치(16) 또는 고정 장치의 기본 몸체(42)는 스토퍼(114)를 구비한다. 스토퍼(114)는, 클램핑 척(14)을 향해있으며 일종의 고리처럼 원주형인, 기본 몸체(42)의 정면에 의해 형성된다. 특히, 도 8a로부터 이러한 스토퍼(114)를 분명하게 확인할 수 있다.

축 방향에서 클램핑 척(14)에 영향을 미치되 고정 장치(16)쪽으로 영향을 미치는 인입력은 -서두에 설명한 바와 같이- 클램핑 슬라이드(66)가 체결 위치로 옮겨감에 따라 제공된다.

축방향에서 원추부(33) 또는 원추부의 벽 부분(102)의 탄성적 휨으로 인하여, 고정 장치(116)의 스토퍼(114)에 클램핑 척(14)이 소정의 방식으로 인접하는 것이 보장될 수 있다. 부가적으로, 기능 안정적인 센터링이 이루어질 수 있다.

도 14a, 14b에 도시된 실시 형태에서, 원추부(33)가 아니라 대응 원추부(35)는 서로 평행한 벽 부분들(102)을 포함하고, 벽 부분들은 축 방향에서 적절하게 휠 수 있다. 반면, 원추부(33)는 닫힌 표면을 포함한다. 도 14b에서 분명하게 확인할 수 있는 벽 부분(102)으로 인하여, 여기서, 원추부(33)가 대응 원추부(35)에 인접한 후 클램핑 척은 축 방향의 인입력에 의해 적어도 조건적으로 축 방향으로 더욱 옮겨갈 수 있고, 클램핑 척(14)이 스토퍼(114)에 인접할 때까지 그러하다.

특히 도 13b, 도 14b로부터 분명해지는 바와 같이, 개별적 벽 부분들(102) 상호간의 간격들(a) 대 상기 벽 부분들의 방사방향 연장부(b)의 비율은 1:2 내지 1:5의 범위내에 있다. 이로부터, 벽 부분(102)의 유리한 탄성적 특성이 발생한다.

도 15에 따른 실시 형태에서, 원추부(33)는 평행하게 차례로 위치한 박판들(116)에 의해 형성된다. 박판들의, 방사방향에서 외부에 위치한 자유 정면측들(118)은 대응 원추부(35)에 인접하기 위해 기능한다. 개별 박판들(116)은 고리 디스크(ring disc)에 의해 형성되며, 고리 디스크는 기본 몸체(42)의 볼트 부분(120)상에 놓이며, 체결 너트(locking nut)를 경유하여 기본 몸체(42)에 유지된다. 개별 박판들(116)은 중앙의 구멍을 가지고, 이러한 구멍안에 볼트 부분(120)이 맞물려 들어간다. 개별 박판들(116)의 외부 직경은, 종합적으로 원추형인 래터럴면의 형성을 위해, 축 방향에서 내부로부터 축 방향의 외부쪽으로 가면서 약간 줄어든다. 정확하게 원추형인 래터럴면을 얻기 위해, 기본 몸체(42)상에 배치된 박판들(116)의 래터럴면을 추가 가공하는 것을 고려할 수 있다.

도 15와 다르게, 도 16에서, 박판들(116)은 원추부(33)가 아니라 대응 원추부(35)에 제공된다. 여기서도 마찬가지로, 박판들(116)은 고리 디스크로서 형성되고, 이 때 원추형 래터럴면은 방사방향에서 내부에 위치한, 박판들(116)의 정면측에 의해 형성된다. 박판들(116)은 클램핑 척 몸체에 제공된 리세스(124)안에 장착되고, 여기서 체결 고리(126)에 의해 고정된다.

도 15, 16으로부터 분명해지는 바와 같이, 박판들(116)은 약 0.5 mm 내지 1 mm의 두께를 가진다. 종합적으로, 차례로 위치한 약 15개의 박판들(116)이 제공된다. 박판들(116)은, 방사방향으로 힘이 작용할 때 이러한 박판들이 비교적 형태 안정적이라는 이점이 있다. 축 방향으로 힘이 작용할 때, 박판들은 비교적 휨에 취약하다. 이를 통해, 대응 원추부(35) 또는 원추부(33)가 이에 상응하는 박판들(116)의 정면측에 인접할 때 이러한 박판들은 축 방향으로 탄성적으로 변형되되, 클램핑 척(14) 또는 클램핑 척 수용부(40)가 스토퍼(114)에 인접할 때까지 변형될 수 있다.

12 : 회전 스핀들 14 : 클램핑 척
16 : 고정부 22 : 클램핑 피스톤
24 : 척 죠들 26 : 액츄에이터
28 : 고정 나사 29 : 중앙 관통부
30 : 내부 원추부 32 : 외부 원추부
33 : 원추부 35 : 대응 원추부
46 : 회전 부재 48 : 제어 피스톤
50 : 조절 나사 56 : 관찰 슬라이드
58 : 관찰 창 60 : 작동부
66 : 클램핑 슬라이드 68 : 제어 곡선부
72 : 제어 캠 74 : 가이드 홈
75 : 고리 벽 100 : 센터링 장치
102 : 벽 부분들 106 : 상측
108 : 하측 116 : 박판들

Claims

클램핑 척(14)을 센터링하기 위해, 특히 기계의 회전 스핀들(12)의 고정부(16)에 클램핑 척(14)을 센터링하기 위한 센터링 장치(100)에 있어서,
상기 고정부(16)에는 클램핑 척 측의 대응 원추부(35)와 부합하는 원추부(33)가 제공되되, 상기 원추부(33) 및/또는 대응 원추부(35)가 축 방향에서 탄성적으로 휠 수 있게 형성되도록 제공되고, 그리고 상기 원추부(33)가 상기 대응 원추부(35)에 인접한 이후에 상기 클램핑 척(14)은 축 방향의 힘에 의해 적어도 조건적으로 축 방향으로 더욱 옮겨가되, 상기 클램핑 척(14)이 소정의 스토퍼(114)에 인접할 때까지 옮겨갈 수 있도록 제공되는 것을 특징으로 하는 센터링 장치(100).
청구항 1에 있어서,
상기 원추부(33) 및/또는 대응 원추부(35)는 서로 평행하면서 고리 형태로 형성된 벽 부분들(102)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 센터링 장치(100).
청구항 2에 있어서,
상기 벽 부분들(102)의 간격(a) 대 상기 벽 부분들의 방사방향 연장부(b)의 비율은 1보다 작으며, 바람직하게는 1:2 내지 1:8의 범위, 바람직하게는 1:3 내지 1:5의 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 센터링 장치(100).
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
각각 하나의 벽 부분(102)의 상측 및 하측(106 및 108)은 중앙 종축(31)까지 가면서 그 횡단면이 쐐기형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 센터링 장치(100).
청구항 5에 있어서,
상기 각각 하나의 벽 부분(102)의 상측 및 하측(106 및 108)은 5°내지 20°의 범위, 바람직하게는 8°내지 12°의 범위, 더욱 바람직하게는 10°의 범위를 가지는 쐐기각(α)을 이루는 것을 특징으로 하는 센터링 장치(100).
청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 각각 하나의 벽 부분(102)의 상측 및 하측(106 및 108)은 중앙 종축에 대해 수직으로 배치되는 것을 특징으로 하는 센터링 장치(100).
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 원추부(33) 또는 대응 원추부(35)는 평행하게 차례로 위치한 박판들(116)에 의해 형성되고, 이러한 박판들의 자유 정면측(118)은 상기 대응 원추부(35) 또는 원추부(33)에 인접하기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 센터링 장치(100).
청구항 7에 있어서,
상기 개별 박판들(116)의 두께는 0.1 내지 1 mm의 범위, 바람직하게는 0.3 내지 0.7 mm의 범위를 가지며, 더욱 바람직하게는 약 0.5 mm인 것을 특징으로 하는 센터링 장치(100).
청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
상기 제공된 박판들(116)의 수는 5 내지 20의 범위, 바람직하게는 8 내지 15의 범위, 더욱 바람직하게는 10 내지 12의 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 센터링 장치(100).
청구항 7 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 박판들(116)은 각각 고리 형태로 형성되고, 중앙의 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 센터링 장치(100).
기계의 회전 스핀들(12)의 고정부(16)에 클램핑 척(14)을 체결하기 위해, 청구항 1 내지 청구항 10중 어느 한 항에 따른 센터링 장치(100)를 포함하는 체결 장치(10)에 있어서,
상기 고정부(16)에 체결 수단(66)이 제공되고, 상기 체결 수단은 체결 위치에서 상기 클램핑 척(14)에 영향을 미치되, 축 방향에서 작용하는 인입력을 이용하여 상기 고정부(16)쪽으로 영향을 미치는 것을 특징으로 하는 체결 장치(10).
청구항 11에 있어서,
상기 체결 수단(66)은 클램핑 슬라이드로서 형성되고, 상기 클램핑 슬라이드는 회전 부재(46)에 의해 상호간에 운동 결합하되, 상기 회전 부재(46)가 돌아갈 때 상기 클램핑 슬라이드가 그 방사방향 위치를 변경하고, 상기 고정부(16)에서 상기 클램핑 척(14)의 체결을 위해 방사방향에서 외부인 또는 방사방향에서 내부인 체결 위치로 옮겨갈 수 있도록, 운동 결합하는 것을 특징으로 하는 체결 장치(10).
청구항 11 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고정부(16)는 척 수용부(44)를 포함하고, 회전 척(14)은 척 수용부(44)안으로 진입하기 위한 클램핑부를 포함하며, 이 때 상기 체결 수단(66) 및/또는 클램핑부(34)는 인입 경사부를 포함함으로써, 상기 체결 수단(66)이 체결 위치로 옮겨갈 때 상기 클램핑 척(14)이 고정부(16)쪽으로 영향을 받도록 하는 것을 특징으로 하는 체결 장치(10).
청구항 12 또는 청구항 13에 있어서,
상기 회전 부재(46)의 회전을 위해, 상기 회전 부재(46)와 운동 결합하며 상기 회전 부재(46)에 대해 탄젠트 방향에서 위치 변경될 수 있고 조절 나사(50)에 의해 작동 가능한 제어 수단(48)이 제공되는 것을 특징으로 하는 체결 장치(10).
청구항 12 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전 부재(46)는 제어 곡선부(68) 또는 제어 캠을 포함하고, 그리고 상기 체결 수단(66)은 상기 제어 곡선부(68) 또는 제어 캠과 부합하는 제어 캠(72) 또는 제어 곡선부를 포함하는 것을 특징으로 하는 체결 장치(10).