KR20140120840A

KR20140120840A - 커플링 부품, 특히 회전 공구용 절삭 헤드 및 이러한 유형의 회전 공구

Info

Publication number: KR20140120840A
Application number: KR1020140038786A
Authority: KR
Inventors: 위르겐 슈베게를; 베르톨트 하인리히 초이크
Original assignee: 케나메탈 아이엔씨.
Priority date: 2013-04-03
Filing date: 2014-04-01
Publication date: 2014-10-14
Also published as: CN104096884B; US20140301799A1; IL231436B; IL231436A0; US10058930B2; CN104096884A; JP6509494B2; SE1450394A1; DE102013205889B3; JP2014200910A

Abstract

커플링 부품, 특히 커플링 용기(10)에 교체 가능하게 체결하기 위한 드릴링 공구용 절삭 헤드(6)는 헤드 지지 표면(16)에 의해 둘러싸인 커플링 핀(8)을 가지고 있고, 이때, 커플링 핀(8)은 복수 유형의 기능 표면들(20, 22), 즉, 절삭 헤드(6)와 캐리어(4) 사이에 토크를 전달하기 위한 정지 표면들(22)과 커플링 용기(10)에 절삭 헤드(6)를 센터링하고 클램핑하기 위한 클램핑 표면들(20)을 가지고 있다. 커플링 핀(8)은 축 방향 전방 핀 영역(30) 및 인접하는 축 방향 후방 핀 영역(32)을 가지고 있으며, 클램핑 표면들(20)과 정지 표면들(22)은 상이한 핀 영역들(30, 32)에 배열된다. 기능 표면들(20, 22)의 다양한 핀 영역들(30, 32)에 대한 이러한 디커플링 및 분포는 커플링 핀(8)의 더욱 간단한 생산 및 전반적으로 더욱 견고한 구성을 가능하게 한다.

Description

커플링 부품, 특히 회전 공구용 절삭 헤드 및 이러한 유형의 회전 공구{Coupling part, in particular cutting head for a rotary tool, and a rotary tool of this type}

본 발명은 커플링 부품, 특히, 청구항 제1항의 전제부의 특징이 있는 회전 공구용의, 바람직하게는 드릴링 공구용의 절삭 헤드에 관한 것이다. 나아가, 본 발명은 이러한 유형의 회전 공구에 관한 것이다.

이러한 유형의 회전 공구는 예를 들어, EP　0　813　459　B1로부터 수집될 수 있다. 이러한 유형의 회전 공구들은 절삭 헤드가 캐리어에 가역적으로 교체 가능한 방식으로 삽입될 수 있는 모듈식 공구이다. 이를 위해, 절삭 헤드와 캐리어 사이에 커플링이 필요하다. 커플링은 일반적으로 절삭 헤드와 캐리어 사이에서 토크를 전달하는 역할을 하는 정지 표면들을 가지고 있다. 나아가, 클램핑 또는 센터링 표면들이 추가적인 기능 표면들로서 제공되며, 이러한 표면들을 통해 절삭 헤드가 캐리어에 대해 축 방향으로 평행한 방식으로 배향된다.

EP　0　813　459　B1로부터 수집될 수 있는 커플링의 경우, 절삭 헤드는, 캐리어를 향하여 배향된 절삭 헤드 후단에, 캐리어의 커플링 용기에 수용되는 커플링 핀을 가지고 있다. 커플링 핀은 평평한 헤드 지지 표면을 통해 여기서 합쳐지며, 이에 의해 절삭 헤드가 캐리어의 평평한 말단 지지 표면 위에 얹혀지게 된다. 커플링 핀은 여기서 정지 표면들 및 클램핑 또는 센터링 표면들을 가진다. 따라서, 커플링 핀은 웹(web)으로부터 가능한 리세스까지 플루트에 의해 권취되고, 두 가지 기능 표면들, 즉, 정지 표면들과 클램핑 표면들은 내부에 배열되고, 외부 원주 표면까지 확장되지 않는다.

EP　1　996　358　B1는 권취(wound-around) 커플링 핀을 구비한 추가적인 커플링 지점을 개시하고 있지만, 여기서 플루트들은 그 주위를 권취하는 것을 방해하지 않는다.

이러한 권취형 외에도, 권취 커플링 핀이 단지 클램핑 표면들을 보유하고 있지만, 그에 반해, 정지 표면들은 단차부가 형성된 상태로 반경 방향으로 돌출되며, 외부 원주 표면까지 이르는 커플링들도 알려져 있다. 이러한 유형의 비권취(non-wound-around)형 커플링은 예를 들어 US　2011/0318128　A1과 US　6,059,492로부터 수집될 수 있다. 상기 문헌은 또한 클램핑 표면들의 도브테일 형상의 구성을 개시하고 있으며, 따라서, 상기 클램핑 표면들은 축의 인출 보호를 보장하기 위하여 뒤에서부터 맞물림을 형성한다.

출원일 당시 아직 공개되지 않은 본 출원인의 DE　10　2012　200　690.7은 단면으로 볼 때, 커플링 핀이 대략 직사각형의 기본 형상을 가지고 있으며, 플루트에 의해 절단된, 권취형의 커플링을 기술하고 있다. 여기서 커플링 핀의 가로부들은 클램핑부들을 형성하는 반면, 커플링 핀의 세로부들은 정지 표면들을 형성한다. 동시에 커플링 핀은 전체가 대략적으로 도브테일 형상의 디자인이다. 커플링 지점은 셀프 센터링 및 셀프 클램핑의 가역적으로 교체 가능한 커플링 형태이다. 캐리어에 절삭 헤드를 고정시키기 위하여 나사 등과 같은 추가적인 체결요소가 제공되지 않는다.

이러한 유형의 커플링 핀 생산은 커플링 핀의 도브테일 형상의 구성 및 상이한 기능적 구역들 때문에 어느 정도의 경비 지출과 관련이 있다. 또한, 도브테일 형상의 구성 때문에 커플링 핀과 평평한 헤드 지지 표면 사이의 전이부에는 예각이 있어, 그 결과, 특히, 정지 표면 영역에 높은 응력 집중력이 생긴다

이로부터, 본 발명은 두 커플링 부품 사이의, 특히, 드릴링 공구의 절삭 헤드와 그에 상응하는 캐리어 사이에, 특히 셀프 클램핑의 가역적으로 탈착 가능한 커플링으로, 높은 힘을 흡수하기에 적합하고, 제조면에서 간단한 방식으로 생산될 수 있는 커플링을 가능하게 하는 목적을 기초로 하고 있다.

이러한 목적은 청구항 제1항의 특징이 있는 절삭 헤드에 의해 본 발명에 따라 달성된다.

본원에서 커플링 지점은 일반적으로 권취형의 방식으로 설계되는 데, 즉, 특히 평평한 헤드 지지 표면에 의해 둘러싸이는 커플링 핀을 가지고 있다. 커플링 부품은 바람직하게는 모듈식의 회전 공구, 특히 드릴링 공구의 절삭 헤드이다. 장착된 상태에서, 커플링 핀은 추가적인 커플링 부품, 특히, 모듈식 회전 공구의 캐리어의 커플링 용기 안에서 맞물린다. 제1 커플링 부품은 일반적으로 이하에서 절삭 헤드로 지칭되고, 추가적인 커플링 부품은 캐리어로 지칭된다. 원칙적으로, 반대의 구성도 가능하다. 커플링의 이러한 구성은 본원에서 절삭 헤드와 회전 공구의 캐리어 사이의 연결을 위한 용도에 한정되지 않는다.

커플링 핀은 복수 유형의 기능적인 표면들, 즉, 토크를 전달하기 위한 정지 표면들과 커플링 용기 내에 커플링 부품을 센터링하기 위한 클램핑 표면들을 가지고 있다. 커플링 핀 그 자체는 축 방향 또는 세로 방향에서 볼 때, 두 개의 핀 영역들, 즉, 절삭 헤드의 단부측을 향하여 배향된 축 방향 전방 핀 영역과 캐리어를 향하여 배향된 후방 핀 영역으로 나뉜다. 클램핑 표면들과 정지 표면들은 여기에서 상이한 영역에, 즉, 서로에 대해 축 방향으로 상쇄되는 방식으로 배열된다.

표준적인 권취 커플링 핀의 경우, 세로 방향으로 다양한 기능 표면들을 디커플링시키는 이러한 조치는 상이한 축 높이의 서로 다른 핀 영역들을 각각의 요건에 개별적으로 적응하도록 한다. 후자는 핀 영역당 하나의 특정한 기능 표면에 대해서만 최적화된 디자인을 가져야 하므로, 이는 더욱 간단한 생산을 가능하게 한다. 나아가, 디커플링에 의해, 헤드 지지 표면과 커플링 핀 사이의 중요한 전이 영역이 또한 더욱 자유롭게 구성될 수 있다. 특히, 뒤로부터 맞물림을 형성하는 경사진 표면들에 의한 축의 인출 보호 덕분에, 헤드 지지 표면으로의 중요한 전이 영역이 축의 디커플링에 의해 중립화된다.

일반적으로, 상기 커플링은 축 방향으로 셀프 클램핑이며 바람직하게는 공구 없이 연결되거나 그렇지 않으면 다시 탈착될 수 있는 셀프 센터링 커플링이다. 이러한 목적을 위해, 절삭 헤드는 전형적으로 축 방향으로 커플링 용기 안으로 삽입되며, 이후에 회전에 의해 말단 위치로 운반된다.

신뢰할 수 있는 셀프 클램핑 구성을 위해, 클램핑 표면들은 축의 인출 보호를 위해 편의상 도브테일 형상의 방식으로 구성된다. 나사 등과 같은 추가적인 클램핑 요소 또는 체결요소는 바람직하게는 생략된다.

다양한 유형의 기능 표면들, 즉, 클램핑 표면들과 정지 표면들은 바람직하게는 각각의 경우에 서로 회전식으로 상쇄되도록 배열된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나의 유형의 기능 표면들은 본원에서 각 경우에 짝을 이루어 그리고 서로 반대로, 특히 180˚로 회전 대칭되도록 배열된다.

본원에서 적어도 하나의 핀 영역과 특히 전체 커플링 핀은, 단면으로 볼 때, 편의상 직사각형의 기본 형상을 가지고 있다. 이와 관련하여, 엄밀한 직사각형 형상으로부터 어느 정도 벗어나는 것도 직사각형의 기본 형상 하에서는 허용되며, 따라서, 개별적인 단면들은 반경에 일치되는 굴곡을 나타낼 수 있다. 직사각형의 기본 형상은 대략적으로 직사각형의 기본적인 표면이 예를 들어, 플루트의 결과로, 절개부(cutout)를 가지고 있는, 변이형을 의미하는 것으로도 이해된다. 따라서, 전반적으로 커플링 핀은 DE　10　2012　200 690.7로부터 수집될 수도 있는 기본적인 형상을 가지고 있다. 커플링 핀의 이러한 대략적인 직사각형의 기본 형상에 의해, 토크의 우수한 전달과 동시에, 우수한 셀프 센터링과 셀프 클램핑이 달성된다.

적어도 하나의 핀 영역, 바람직하게는 두 개의 핀 영역들과 그에 따른 전체 커플링 핀은 각각의 경우에 쌍을 이루어, 서로 대향하는 세로부들과 서로 대향하는 가로부들을 가지고 있으며, 이들은 특히 둥근 전이부들을 통해 서로 합쳐진다. 본원에서 기능 표면들은 세로부들과 가로부들 위에 형성된다. 가로부들과 세로부들은 본원에서 서로에 대해 특히 적어도 대략적으로 직각으로 배향된다.

세로부들과 가로부들은 편의상 각각 플루트에 의해 중단되며, 따라서, 가로부들과 세로부들은 각각의 경우에 점차 작아져서 각각의 플루트를 형성한다. 따라서, 플루트들은 대략적으로 직사각형인 기본 표면의 대략적으로 대향하는 코너 영역 가까이에 부분적인 영역들을 잘라낸다.

바람직하게는, 이러한 하나의 핀 영역의 세로부들은 정지 표면들을 형성하고, 나머지 핀 영역의 가로부들은 클램핑 표면들을 형성한다. 전반적으로, 이러한 구성에 의해, 기능 표면들의 서로에 대한 대략적으로 대각선으로 상쇄되는 배열이 형성된다. 따라서, 기능 표면들은 서로에 대해 원주 방향(회전 방향) 및 축 방향으로 이격된다. 이러한 방법으로, 원칙적으로, 전체 커플링 핀의 직사각형의 기본적인 형상이 형성될 수 있으며, 동시에, 디커플링이 달성될 수 있다. 전체 커플링 핀의 대략적으로 직사각형의 기본적인 형상에 의해, 제2 핀 영역의 가로부는 제1 핀 영역의 가로부에 축 방향으로 인접하고, 제2 핀 영역의 세로부는 제1 핀 영역의 세로부에 축 방향으로 인접하며, 따라서, 두 핀 영역들의 세로부들과 가로부들은 각각의 경우에 회전 위치의 동일한 각도에 형성되며, 이 점에 있어서, 서로 나란하게 배열된다.

편의적인 개발예에서, 클램핑 표면들이 형성되는 하나의 핀 영역의 세로부들 및/또는 정지 표면들이 형성되는 나머지 핀 영역의 가로부들은 각각의 경우에 기능이 없는 자유 표면들을 형성한다. 따라서, 각각의 핀 영역은 배타적으로 하나의 유형의 기능 표면들, 즉, 클램핑 표면들 또는 정지 표면들을 갖는다. 각각의 경우에 나머지 표면은 본원에서 비활성이며 자유 표면을 형성한다. 이에 의해, 캐리어 안에 절삭 헤드가 삽입된 상태에서, 상기 표면들은 캐리어의 상응하는, 상보적인 표면과 상호 작용하지 않는다는 것, 즉, 상기 표면들이 이격되어, 간격부(clearance)를 형성한다는 것이 이해된다. 이로써 각각의 기능 표면이 캐리어 위의, 할당된, 상보적인 기능 표면과 규정된 방식으로 상호 작용하고, 중복결정(overdetermination)이 일어나지 않게 한다.

두 핀 영역들은 바람직하게는 축 방향으로 서로 직접적으로 인접하는 데, 다시 말하자면, 세로부들과 가로부들이 서로에 대해 직접적으로 인접한다. 이렇게 하여 전반적인 조밀한 구성이 가능해진다.

바람직한 개발예에서, 인접하는 핀 영역들의 각각의 단면들은 세로 방향에 대해 평행한 단면 평면에서 볼 때, 서로에 대해 일정 각도로 배향되며, 각각의 경우에 특히 수평으로 연장되는 분리선 또는 좌굴선에 의해 서로 분리된다. 본원에서 반경은 통상적으로 분리선의 영역에 형성된다. 세로부들 사이의 분리선은 가로부들 사이의 분리선에 대해 축 방향의 상쇄를 가진다. 전술된 기능이 없는 자유 표면들은 바람직하게는 생산 중에 각각의 표면이 재연삭(grinding-back)되어 형성되며, 그 결과, 분리선의 상쇄가 발생한다. 따라서, 이러한 상쇄는 단지 소규모이며, 상기 재연삭 동작에 의해 유발된다. 따라서, 핀 영역들은 전체적으로 상이하게 연삭된다.

두 가지 영역들의, 적어도 하나의 단면들 및 바람직하게는 가로부들과 세로부들은 각각의 경우에 서로에 대해 지붕 형상의 방식으로 배열된다. 본원에서 단면들은 서로에 대해 특히 대략 130˚ 내지 160˚ 의 범위 내의 지붕(roof) 각으로 배향된다. 따라서, 지붕 형상의 구조에 의해, 클램핑 표면들과 정지 표면들은 세로 방향의 단면으로 볼 때, 바람직하게는 세로 방향 또는 축 방향에 대해 일정 각도로 배향된다. 클램핑 표면들의 경우, 상기 각이 진 배향은 축의 인출 보호(도브테일) 뒤에서 맞물림을 유발한다.

원칙적으로, 지붕 각에 대한 대안으로, 단지 클램핑 표면들은 세로축에 대해 경사져 있고, 정지 표면들은 세로축에 대해 평행하게 배향될 수도 있다.

지붕 각이 있는 구성은 바람직한 변형예이다. 두 가지 핀 영역들은 본원에서 바람직하게는 세로축에 대해 비대칭적으로 경사지도록 배열되며, 이때, 특히, 정지 표면들은 세로축에 대해 더 큰 경사로 배향된다.

원칙적으로, 전면 핀 영역에 클램핑 표면들 또는 정지 표면들을 형성할 가능성이 있다. 후방 핀 영역에 정지 표면이 있는 구성의 경우, 정지 표면들은 헤드 지지 표면으로부터 디커플링되며, 따라서, 최대 토크의 영역에서 헤드 지지 표면에 대해서는 직접적인 연결이 없다. 그러나, 동시에, 클램핑 표면들의 도브테일과 유사한 구성은 헤드 지지 표면에 대해 계속해서 예각을 형성한다. 이러한 수단에 의해, 지나치게 높은 힘(토크)이 클램핑 표면들의 이 지점으로 전달되지 않는 경우에도 소정의 응력 집중이 유지된다.

그러나, 바람직한 구성에서는, 정지 표면들은 전방 핀 영역에 배열되고, 클램핑 표면들은 후방 핀 영역에 배열된다. 지붕 형상의 배향 외에도, 이는 커플링 핀과 헤드 지지 표면 사이에 둔한 전이 각을 초래하며, 따라서, 이러한 중요한 전이 영역에서는 응력 집중력이 거의 발생하지 않는다.

따라서, 일반적으로, 헤드 지지 표면과 인접한 기능 표면들에 둔각을 형성하기 위한 준비가 기본적으로 이루어지며, 상기 둔각은 바람직하게는 100˚보다 크고, 특히 110˚ 또는 그렇지 않으면 120˚보다 크고, 최대 대략 130˚까지 이다.

각각의 경우에서 핀 영역들의 각각의 단면들이 직접적으로 축 방향으로 서로 인접하는 기본적인 구성에 대한 대안으로, 대안적인 바람직한 구현예에 따르면, 두 가지 핀 영역들 사이에 단차형 전이부가 정지 표면 영역에 형성된다. 따라서, 이는, 하나의 핀 영역의 정지 표면이 나머지 핀 영역의 상응하는 세로부에 직접적으로 합쳐지지 않음을 의미한다. 이와 대조적으로, 여기서는 특히 수평으로 연장되는 단차부가 형성된다.

동시에, 클램핑 표면은 편의상 전체 핀 영역에 걸쳐 원주 방향으로 연장된다. 따라서, 특히 단차부와 조합한, 이러한 구성에 의해, 캐리어 안으로 절삭 헤드를 신뢰성 있게 클램핑하기 위하여 클램핑 표면이 최대한 가능한 정도로 권취된다는 특별한 장점이 달성된다. 본원에서, 클램핑 표면은 통상 절삭 헤드의 원주 표면에 대해 적어도 실질적으로 동심상으로 배향되며, 따라서, 토크 전달을 위해 제한된 범위 내에서만 적합하다. 따라서, 정지 표면의 영역 내에 단차부를 형성함으로써, 정지 표면이 원주 방향으로부터 좌굴될 수 있게 할, 유리한 가능성이 있으며, 따라서, 정지 표면은 가능한 한 효율적으로 토크를 전달하기 위하여 원주 방향에 대해, 일정 각도, 바람직하게는 직각으로 배향된다.

나아가, 본 발명에 따라 청구항 제14항의 특징을 가지는, 모듈식 회전 공구, 특히 드릴링 공구에 의해 목적이 달성된다. 커플링 부품, 특히 절삭 헤드와 관련하여 언급된 장점 및 바람직한 구현예는 편의상 회전 공구에 전달될 수 있다. 회전 공구는 일반적으로 절삭 헤드 및 캐리어에 의해 형성되며, 회전 공구 안에 절삭 헤드가 가역적으로 교체 가능한 방식으로 삽입될 수 있다. 본원에서 캐리어는 절삭 헤드의 커플링 핀에 상보적인 기능 표면들을 가지고 있는 커플링 용기를 구비한다.

상보적인 기능 표면들은, 힘을 전달하고 서로에 대해 2차원적으로 위치시키기 위하여, 기하학적 구성에 대하여, 커플링 핀의 각각의 기능 표면과 상호작용하는 면을 의미하는 것으로 이해된다. 상보적인 자유 표면은 단지 커플링 핀의 자유 표면에 대하여 형성되며, 상기 상보적인 자유 표면은 간격부가 형성되어 있고, 조립된 상태에서 자유 표면과 이격되고, 서로 단지 반대로 배열되어 있지만, 힘을 전달하는 효과를 가지면서 상호작용하지 않는다.

절삭 헤드의 신뢰할 수 있는 클램핑을 위하여, 커플링 핀의 클램핑 표면들은 편의상 선택적으로 다소 초과되는 치수로 형성되며, 편심 또는 그렇지 않으면 타원형 구성을 가지고 있고, 따라서, 절삭 헤드가 커플링 용기 내에서 점진적으로 회전함에 따라, 클램핑 힘이 증가한다.

본 발명의 변형예를 도면을 참조하여 이하에서 더욱 상세히 설명한다.
도 1a와 도 1b는 제1 변형예의 절삭 헤드와 캐리어가 있는 드릴링 공구의 부분적인 분해 사시도를 나타낸다.
도 2a 내지 도 2c는 절삭 헤드의 아래에서 본 수평 투영도를 나타내며, 또한 제1 변형예의 두 측면도를 나타낸다.
도 3은 도 1a와 도 1b의 캐리어에 따른 캐리어와 커플링 용기의 수평 투영도를 나타낸다.
도 4a는 도 1a와 도 1b에 따른 드릴링 공구의 단부도(end view)를 나타낸다.
도 4b는 도 4a의 단면선에 따른 단면도를 나타낸다.
도 5a는 제1 변형예의 추가적인 단부도를 나타낸다.
도 5b는 도 5a의 단면선에 따른 단면도를 나타낸다.
도 6a와 도 6b는 제2 변형예에 따른 드릴링 공구의 부분적인 분해 사시도를 나타낸다.
도 7a 내지 도 7c는 절삭 헤드의 아래에서 본 수평 투영도를 나타내며, 또한 제2 변형예에 따른 두 측면도를 나타낸다.
도 8은 제2 변형예에 따른 캐리어와 커플링 용기의 수평 투영도를 나타낸다.
도 9a는 제2 변형예의 단부도를 나타낸다.
도 9c는 도 9a의 단면선에 따른 단면도를 나타낸다.
도 10a는 제2 변형예의 추가적인 단부도를 나타낸다.
도 10b는 도 10a의 단면선에 따른 단면도를 나타낸다.
도 11a 및 도 11b는 제3 변형예에 따른 드릴링 공구의 부분적인 분해 사시도를 나타낸다.
도 12a 내지 도 12c는 아래에서 본 수평 투영도를 나타내며, 또한 제3 변형예에 따른 절삭 헤드의 두 측면도를 나타낸다.
도 13은 제3 변형예의 캐리어와 커플링 용기의 수평 투영도를 나타낸다.
도 14a는 제3 변형예의 단부도를 나타낸다.
도 14b는 도 14a에 따른 단면선에 따른 단면도를 나타낸다.

도면에서, 동일한 방식으로 작용하는 부품은 각각의 경우에 동일한 참조번호로 나타내었다.

모든 세 개의 변형예에 따른 드릴링 공구는 캐리어(4) 및 상기 캐리어에 가역적으로 교체 가능한 방식으로 체결 가능한 절삭 헤드(6)가 있는 모듈식 드릴링 공구로 설계된다. 본원에서 캐리어(4)와 절삭 헤드(6)의 커플링은 권취형이라고 지칭되는 것의 도움으로 일어난다. 이를 위해, 절삭 헤드(6)는 그 후단에 축 방향 또는 세로 방향으로 연장되며, 캐리어(4)의 커플링 용기(10) 안으로 삽입 가능한 커플링 핀(8)을 가지고 있다. 커플링 용기(10)는 본원에서 드릴의 각각의 뒤쪽에 이어지는 것으로, 축 방향으로 연장되는 두 개의 에지 웹(12)에 의해 양측에 형성된다. 상기 에지 웹(12)은 플루트(14)에 의해 중단된다. 에지 웹(12)은 플루트(14)에 의해 중단된 부분을 제외하고 커플링 핀(8)을 완전히 둘러싼다.

또한, 플루트(14)는 절삭 헤드(6) 내에서 계속되고, 여기서 커플링 핀(8)으로부터 일 부분을 잘라낸다. 커플링 핀(8)은, 수평적인 평면으로 연장되며 플루트(14)에 의해서만 중단되는, 평평한 헤드 지지 표면(16) 내에서 둘러싸인다. 커플링 핀(8)은 또한, 세로축인 동시에 중심축인 것에 대하여, 중심적으로 그리고 동심적으로 형성된 삽입 핀(18)에 의해 캐리어(4)의 방향으로 인접해있다. 바람직하게는, 삽입 핀에서는 클램핑 뿐만 아니라 센터링도 전혀 일어나지 않는다. 상기 기능들은 배타적으로 (아래에서 설명되는) 커플링 핀(8)의 기능 표면들, 즉 클램핑 표면(20)을 통해서 수행된다. 추가적인 기능 표면으로, 커플링 핀(8)은 토크를 전달하기 위한 정지 표면(22)을 가지고 있다. 예시적인 구현예에서, 드릴링 공구는 또한, 커플링 용기(10)의 맨 아래 부분에서 나타난 다음 커플링 핀(8) 안으로 이어져, 절삭 헤드(6)의 전단측까지 이어져 그곳에서 나타나는 냉각재 채널(24)들을 가지고 있다.

장착된 상태에서, 에지 웹(12)의 말단 지지 표면(26) 상에 절삭 헤드의 헤드 지지 표면(16)이 배치된 채 절삭 헤드(6)는 평평하게 놓인다.

절삭 헤드(6)는 일반적으로 체결 말단 위치에 대하여 회전되는 회전 위치에서 절삭 헤드(6)의 축 삽입에 의해 설치된다. 원하는 셀프 센터링, 셀프 클램핑 및 토크의 연행을 보장하기 위하여, 이후에 절삭 헤드는 그에 상응하는 기능 표면들이 커플링 용기(10)의 상보적인 기능 표면들과 서로 맞물리도록 회전된다.

특히 절삭 헤드(6)의 각각의 측면도로부터, 그리고 단면도로부터 수집될 수 있는 바와 같이, 커플링 핀(8) 그 자체는 전방 핀 영역(30)과 후방 핀 영역(32)으로 나뉘며, 이들은 바람직하게는 축 방향으로 서로 직접적으로 인접한다. 특히 절삭 헤드(6)와 캐리어의 수평 투영도로부터 수집될 수 있는 바와 같이, 커플링 핀(8) 및, 그것에 상보적인 방식으로 형성되어 있는 커플링 용기(10)는 대략 직사각형의 기본적인 형상을 가지고 있으며, 따라서, 커플링 핀(8)은 둥근 코너부로 설계된 전이부(38)를 통해 각각의 경우에 서로 합쳐지는 세로부들(34)과 가로부들(36)을 가지고 있다.

처음 두 개의 변형예에서, 전체 커플링 핀(8)과 그에 따른 전방 핀 영역(30) 및 후방 핀 영역(32)은 실질적으로 직사각형의 기본 형상으로 형성된다. 서로 축 방향으로 인접하는 핀 영역들(30, 32)의 가로부들(36)은 서로 나란하게 배열되며, 따라서, 동일한 각도의 회전 영역을 다룬다. 이는 세로부들(34)의 경우에서도 마찬가지이다. 그러면, 핀 영역들(30, 32) 각각이 배타적으로 클램핑 표면(20) 또는 배타적으로 정지 표면(22)을 보유하는 것은 특히 중요하다. 처음 두 개의 변형예에서, 두 기능 표면들은 원주 방향으로 서로에 대해 각각 상쇄되도록 배열되며, 따라서, 기능 표면들은 전체로서 각각 서로에 대해 대략 대각선으로 배열된다.

일반적으로, 본원에서 정지 표면(22)들은 세로부(34) 위에 형성되고, 클램핑 표면(20)들은 가로부(36) 위에 형성된다.

모든 변형예들에서, 클램핑 표면(20)들은 뒤에서 맞물림을 형성하기 위하여, 도브테일 방식으로 비스듬히 경사진 표면으로 설계된다.

간단한 제조 방법의 맥락에서, 표면들, 특히 클램핑 표면(20)들은 연삭 측면에서 특히 간단하게 형성될 수 있는 원형 경로를 따라 형성된다.

도브테일과 유사한 구성에 의해 형성된 언더컷 때문에, 개별적인 기능 표면들(20, 22)은 캐리어(4)의 수평 투영도에서 자주 보이지 않거나 거의 보이지 않는다(도 3, 도 8, 도 13). 커플링 핀(8)의 표면들에 상보적인 커플링 용기(10)의 표면들은 일반적으로 글자 A가 추가된, 동일한 참조번호로 제공된다. 따라서, 커플링 핀(8)의 클램핑 표면(20)들에 대해 상보적인 커플링 용기(10)의 클램핑 표면들은 참조번호 20A, 상보적인 정지 표면들은 참조번호 22A 등을 보유한다.

처음 두 개의 변형예에서, 각각의 경우의 자유 표면(40)들은 축 방향으로 각각의 기능 표면들(20, 22)과 인접하며, 상기 자유 표면들은 그것들이 토크의 전달 또는 센터링 또는 클램핑에 기여하지 않는다는 점에서 기능이 없다. 따라서, 자유 표면(40)들은 마찬가지로 각각의 경우에 정반대로 대각선으로 배열된다. 자유 표면(40)들 사이와 기능 표면(20)들 사이에서, 표면부들은 각각의 경우에 전이부(38)에 의해 원주 방향으로 형성된다.

자유 표면(40)들은 특히, 별도의 재연삭(grinding-back) 동작에 의해 형성된다. 이것에 의해, 좌굴선 또는 분리선(41)이 대체되고, 따라서, 세로부(34)과 가로부(36)의 영역 내의 전방 핀 영역과 후방 핀 영역(30, 32) 사이의 각각의 분리선들(41)은 축 방향으로 서로에 대해 상쇄되도록 배열된다. 본원에서 분리선(41)은 각각의 경우에 수평 방향으로 연장된다(이 점에 있어서, 특히 도 2b 및 도 7b 참조).

특히 처음 두 변형예의 경우의 단면도에서 수집될 수 있는 바와 같이, 자유 표면들(40)은 커플링 용기(10) 위의 상보적인 자유 표면들(40a)와 이격되어 있으며, 따라서 간격부를 가지고 있다. 모든 변형예에서, 개별적인 표면들은 각각의 경우에 둥근 부분 또는 사면(bevel)(44)을 통해, 축 방향에서 볼 때, 서로 합쳐진다. 또한, 간격으로 설계된 사면(44) 또한 커플링 핀(8)의 말단측과 캐리어(6)의 말단측 위에 각각의 경우에 형성된다.

특히 각각의 단면도에서 드러난 바와 같이, 각각의 핀 영역들(30, 32)은 서로에 대해 지붕 형상의 방식으로 배열되며, 그 사이의 대략 150˚의 영역의 지붕 각 α를 둘러싼다(도 4b 및 도 9c). 각 경우에 있어서 클램핑 표면들(20)은 도브테일과 유사한 디자인을 가지므로, 상기 클램핑 표면들 각각은 언더컷을 형성하기 위하여 세로축에 대해 경사각 β1을 보유한다. 지붕과 유사한 구성 때문에, 두 핀 영역들(30, 32) 사이의 좌굴 각은 커플링 핀(8) 위에 압축 방식으로(변형예 1, 도 2b, 도 4b, 도 5b), 그리고 제2 변형예의 경우에 굴곡 방식으로(도 7b, 도 9c, 도 10b) 먼저 설계된다.

처음 두 개의 변형예 사이의 실질적인 차이는 기능 표면(20, 22)의 배열에서 볼 수 있다. 도 1 내지 도 5에 도시된 제1 변형예에 따르면, 정지 표면들(22)은 전방 핀 영역(30) 위에 형성되고, 클램핑 표면들(20)은 후방 핀 영역(32) 위에 형성된다. 반대로, 도 6 내지 도 10에 따른 제2 변형예의 경우에, 클램핑 표면들(20)은 전방 핀 영역(30) 위에 형성되고, 정지 표면들(22)은 후방 핀 영역(32) 위에 형성된다.

클램핑 표면들(20)은 세로축에 대하여 경사각 β1으로 배향되고, 정지 표면들(22)은 경사각 β2로 배향된다. 본원에서, β1은 통상적으로 각 β2보다 작으며, 따라서, 약간의 비대칭이 발생한다. 특히, β1은 대략 10˚이고, β2는 대략 20˚로, 즉, 대략 2배가 크다.

경사각 β2를 가지는, 전방 핀 영역(30)에서의 정지 표면(22)의 배열로 인해, 전반적으로 헤드 지지 표면(16)에 대하여 비스듬한 전이각을 갖게 되며, 상기 전이각은 대략 110˚의 영역에 놓여있다(이 점에 있어서, 예를 들어, 도 4b 참조).

제3 변형예(도 11 내지 도 14)는 예시적인 구현예에서 두 핀 영역들(30, 32) 중 오직 하나, 후방 핀 영역(32)만이 실질적으로 직사각형의 기본적인 형상을 가지고 있다는 점에서 이전의 두 구현예와 상이하다. 상기 핀 영역(32) 위에서, 정지 표면들(22)은 다시 상응하는 세로부(34) 위에 형성된다. 이와 대조적으로, 다른 핀 영역 위에는, 즉, 예시적인 구현예에서 전방 핀 영역(30) 위에는, 연속적인 클램핑 표면(20)이 도브테일 방식으로 형성되며, 특히 도 11과 도 12에서 수집될 수 있는 바와 같이, 상기 클램핑 표면은 절삭 헤드(6), 따라서, 드릴의 뒤쪽의 원주선에 대하여 적어도 대략 동심상으로 연장된다. 두 핀 영역들(30, 32)의 상이한 기하학적 구조는 이에 따라 정지 표면(22) 영역 내의 제1 전방 핀 영역(30)으로부터 후방 핀 영역(32)까지 단차형 전이부를 생성한다. 따라서, 이 지점에서, 커플링 핀(8)은 특히 수평으로 연장되는 단차부(42)를 보유한다. 전방 핀 영역(30)의 기본적인 형상은 대략 (플루트(14)에 의해 유발된 리세스가 있는) 원형이거나 약간 타원형이다. 이러한 조치에 의해, 에지 웹(12)는 특별히 큰 정도로 클램핑 표면들(22)의 영역에 권취되며, 따라서, 신뢰할 수 있는 셀프 클램핑이 달성된다.

Claims

헤드 지지 표면(16)에 의해 둘러싸인 커플링 핀(8)을 포함하는 커플링 부품(6)으로서, 특히, 추가적인 커플링 부품(4)의 커플링 용기(10), 특히 캐리어에 교체 가능하게 체결하기 위한 회전 공구용 절삭 헤드로서, 커플링 핀(8)은 복수 유형의 기능 표면들(20, 22), 즉, 두 커플링 부품 사이에 토크를 전달하기 위한 정지 표면들(22)과, 커플링 용기(10)에 커플링 부품(8)을 센터링하고 클램핑하기 위한 클램핑 표면들(20)을 가지는 것인, 커플링 부품에 있어서,
커플링 핀(8)은 축 방향 전방 핀 영역(30) 및 인접하는 축 방향 후방 핀 영역(32)을 가지고 있으며, 클램핑 표면들(20)과 정지 표면들(22)은 상이한 핀 영역들(30, 32)에 배열되는 것을 특징으로 하는 커플링 부품(6).
제1항에 있어서, 클램핑 표면들(20)은 축의 인출 보호를 위해 도브테일 형상의 구조를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 커플링 부품(6).
제1항 또는 제2항에 있어서, 상이한 유형의 기능 표면들(20, 22)은 서로에 대해 회전식으로 상쇄되도록 배열되며, 일 유형의 기능 표면들(20, 22)은 짝을 이루며, 서로 대향하여 배열되는 것을 특징으로 하는 커플링 부품(6).
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 핀 영역들(30, 32) 중 적어도 하나의 커플링 핀(8)은 단면에서 볼 때 직사각형의 기본적인 형상을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 커플링 부품(6).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 핀 영역들(30, 32) 중 적어도 하나의 커플링 핀(8)은 서로 대향하는 세로부들(34) 및 서로 대향하는 가로부들(36)을 가지고 있으며, 이들은 전이부들(38)을 통해 서로 합쳐지고, 이때, 기능 표면들(20, 22)은 세로부들(34) 및 가로부들(36) 위에 형성되는 것을 특징으로 하는 커플링 부품(6).
제5항에 있어서, 세로부들(34) 및 가로부들(36)은 각각 플루트들(14)에 의해 중단되며, 점차 작아져서 각각의 플루트(14)를 형성하는 것을 특징으로 하는 커플링 부품(6).
제5항 또는 제6항에 있어서, 하나의 핀 영역(30, 32)의 세로부들(34)은 정지 표면들(22)을 형성하고, 나머지 핀 영역의 가로부들(36)은 클램핑 표면들(20)을 형성하는 것을 특징으로 하는 커플링 부품(6).
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 경우에 핀 영역(30, 32)의 세로부(34)는 클램핑 표면들(20)을 가지는 기능이 없는 자유 표면(40)을 형성하고/형성하거나, 각각의 경우에 핀 영역(30, 32)의 가로부(36)는 정지 표면들(22)을 가지는 기능이 없는 자유 표면(40)을 형성하는 것을 특징으로 하는 커플링 부품(6).
제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 두 핀 영역들(30, 32)의 가로부들(36)과 세로부들(34)은 각각의 경우에 축 방향으로 서로에 대해 직접적으로 인접하고, 서로에 대해 비스듬히 배향되어 있고, 각각의 경우에 분리선(41)에 의해 분리되어 있으되, 세로부들(34) 사이의 분리선(41)은 가로부들(36) 사이의 분리선(41)에 대해 축 방향으로 상쇄되는 것을 특징으로 하는 커플링 부품(6).
제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 두 핀 영역들(30, 32)의 가로부들(36)과 세로부들(34)은 각각의 경우에 특히, 대략 130˚ 내지 160˚의 범위 내에서 지붕 각(α)으로 서로에 대해 지붕 형상의 방식으로 배열되는 것을 특징으로 하는 커플링 부품(6).
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 정지 표면들(22)은 전방 핀 영역(30)에 배열되고, 클램핑 표면들(20)은 후방 핀 영역(32)에 배열되는 것을 특징으로 하는 커플링 부품(6).
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 두 핀 영역들(30, 32)은, 단차부(42)가 형성된 상태로, 정지 표면들(22)의 영역에서 서로 합쳐지는 것을 특징으로 하는 커플링 부품(6).
제12항에 있어서, 클램핑 표면들(20)은 전체 핀 영역(30, 32)에 걸쳐 원주 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 커플링 부품(6).
캐리어(4) 및 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의, 절삭 헤드로 설계된 커플링 부품(6)를 가지고 있으며, 절삭 헤드는 캐리어(4)의 단부측 위에 교체 가능하게 체결된 회전 공구, 특히 드릴링 공구로서,
캐리어(4)는 절삭 헤드의 커플링 핀(8)을 수용하기 위하여 설계된 커플링 용기(10)을 가지고 있고, 상보적인 기능 표면들(20A, 22A)을 가지고 있는, 회전 공구.
제14항에 있어서, 커플링 용기(10)은 커플링 핀(8)의 자유 표면들(40)에 상보적인 자유 표면들(40A)을 가지고 있고, 커플링 용기(10)의 자유 표면들(40, 40A)과 커플링 핀(8)의 자유 표면들은 서로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 공구.