KR20140123018A - 제 1 커플링 부분 및 공구 커플링 - Google Patents
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Abstract
제 1 커플링 부분 (1) 은 공구 커플링의 제 2 커플링 부분 (2) 과 상호 작용한다. 제 1 커플링 부분 (1) 은 제 1 본체 (10) 및 원뿔형 핀 (11) 을 포함하고, 상기 원뿔형 핀 (11) 은 제 1 본체로부터 중앙 축 (x) 을 따라 단부 표면 (12) 으로 연장된다. 원뿔형 핀은 원뿔형 시트 (21) 내로 삽입 가능하다. 원뿔형 핀은 공동 (13) 을 포함하고, 상기 공동 (13) 은 단부 표면으로부터 연장되고 다수의 제 1 돌기들 (15) 을 포함하고, 상기 다수의 제 1 돌기들 (15) 은 상응하는 다수의 제 1 리세스들 (16) 이 형성되도록 중앙 축 (x) 에 대해 원주 방향을 따라 서로로부터 간격을 두고 분리되어 배열된다. 제 1 돌기들은 각각의 제 1 접촉 표면 (18) 을 형성하고 제 2 커플링 부분의 당김 부재 (40) 의 상응하는 다수의 분리된 제 2 접촉 표면들 (48) 과 상호 작용한다. 제 1 접촉 표면들은 중앙 축과 예각을 형성한다.
Description
본 발명은 제 1 커플링 부분 및 제 2 커플링 부분의 상호 연결을 위한 공구 커플링에 관한 것이다. 공구 커플링은 공구, 예를 들면 제 1 커플링 부분 또는 제 2 커플링 부분에 의해 유지되는 절삭 공구의 빠른 공구 교환을 위해 구성된다. 보다 정확하게, 본 발명은 청구항 1 항의 전제부에 따른 제 1 커플링 부분 및 청구항 10 항의 전제부에 따른 공구 커플링에 관한 것이다. 그러한 제 1 커플링 부분은 SE-303 658 에 도시된다.
US-6,193,451 에는 원뿔형 핀을 구비할 수 있는 제 1 커플링 부분, 및 원뿔형 시트를 구비할 수 있는 제 2 커플링 부분을 갖는 공구 커플링이 개시되어 있다. 제 1 커플링 부분의 원뿔형 핀은 제 2 커플링 부분의 원뿔형 시트 내로 삽입 가능하고, 삽입된 위치로부터, 제 1 커플링 부분은 당김 부재가 후퇴될 때, 외향으로 변위되어 원뿔형 핀의 공동의 원주 리세스를 맞물림하는 다수의 세그먼트들 상에 작용하는 당김 부재에 의해 원뿔형 시트에 클램핑될 수 있다. 그러한 연결에 있어서, 원뿔형 핀은 제 1 커플링 부분의 지지 표면이 커플링 부분들의 중앙 축에 대해 수직한 평면에서 제 2 커플링 부분의 상응하는 지지 표면에 대해 평평하게 놓이도록 원뿔형 시트 내로 당겨진다. 이러한 공구 커플링은 매우 양호하게 작동하고 많은 상이한 기계 공구들에서 사용된다. 당김 부재는 지지 표면들이 서로에 대해 맞닿음과 동시에 외향으로 원뿔형 핀의 벽들을 가압하기 때문에, 정확하고 미리 결정된 위치 설정으로 제 1 커플링 부분의 매우 견고한 클램핑이 얻어진다.
그러나, 이러한 해결책의 단점은 공구 커플링이 제 1 커플링 부분과 제 2 커플링 부분 사이의 인터페이스에서 많은 가동 부분들을 포함한다는 것이다. 따라서, 공구 커플링은 먼지 및 입자들에 민감하게 되고, 상기 먼지 및 입자들은 특히 세그먼트들의 영역 내로 들어갈 수 있고 공구 커플링 시징 (seizing) 또는 최악의 경우에 보다 덜 정확한 위치에서 커플링 부분들을 상호 연결하는 원인이 될 수 있다. 뿐만 아니라, 작은 치수들의 공구 커플링에서, 포함된 많은 부분들을 갖는 공구 커플링의 핸들링과 장착 및 개별적인 부분들의 제작은 복잡하게 된다.
상기 언급된 SE-303658 은 이러한 복잡한 문제점들에 대한 가능성 있는 해결책을 제공하고 바요넷 커플링의 종류를 개시하고, 상기 바요넷 커플링은 원뿔형 핀의 공동에서 제 1 커플링 부분과 함께 바요넷 커플링을 형성하는 당김 부재에 의해, US-6,193,451 에 따른 공구 커플링의 세그먼트의 교체를 가능하게 한다. 그러나, SE-303658 에 도시된 공구 커플링은 보다 덜 정확하고 따라서, 축방향 또는 원주 방향 어느쪽으로든 제 2 커플링 부분과 관련하여 제 1 커플링 부분의 임의의 정확한 위치 설정을 보장할 수 없다. 본 출원의 발명자들은 제 1 커플링 부분이 당김 부재와 관련하여 선회한다는 사실에 의해, 원주 방향으로 제 1 커플링 부분의 최종 위치에 대해 불확정성이 발생한다는 것을 인식하였다. 또한, 축방향에서의 특정 맞닿음이 입증되지 않고, 이는 제 1 커플링 부분의 축방향 위치가 정확하게 규정되지 않는다는 것을 의미한다.
본 발명의 목적은 상기 논의된 문제점들을 제거하고 개선된 제 1 커플링 부분 및 개선된 공구 커플링을 제공하는 것이다. 특히, 상대적으로 작은 치수들을 갖는 공구들에 적합한 공구 커플링을 목표로 한다.
이러한 목적은 도입부에 걸쳐 설명되고 제 1 접촉 표면들이 중앙 축과 예각을 형성하는 것을 특징으로 하는 제 1 커플링 부분에 의해 달성된다.
그러한 기울어진 제 1 접촉 표면들에 의해, 당김 부재는 그 상응하는 제 2 접촉 표면들에 의해, 제 1 접촉 표면들 상에 직접 작용하고 제 2 커플링 부분에서 후향으로 제 1 접촉 표면들을 가압할 수 있다. 돌기들 사이의 리세스들은 제 2 커플링 부분의 당김 부재의 제 2 접촉 표면들의 도입을 허용하고, 그 결과 당김 부재는 제 2 접촉 표면들이 제 1 접촉 표면들에 대향하여 위치될 때까지 회전될 수 있다.
예각의 제 1 접촉 표면들은 원뿔형 핀 상에 작용하고 방사상 외향으로 지향되는 힘을 형성하게 하고, 이는 적어도 돌기들 및 제 1 접촉 표면들 외측에서 방사상으로, 원뿔형 핀의 외부 표면을 시트의 원뿔형 내부 표면에 대해 맞닿게 하고 가압되게 하는 데 기여한다.
당김 부재가 제 1 접촉 표면들 상에 직접 작용하므로, 당김 부재의 당김 운동은 제 1 과 제 2 접촉 표면들 사이의 임의의 상호 슬립 없이 원뿔형 핀으로 전달될 수 있고, 이는 마모를 감소시키고 당김 부재와 세그먼트들 사이의 슬립이 발생하는 US-6,193,451 에 도시된 기술과 관련하여 이점을 갖는다. 종래 기술에 따른 다른, 유사한 해결책들에서, 또한 슬립은 원뿔형 핀의 공동 내의 리세스와 세그먼트 사이에 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 각각의 제 1 돌기는 중앙 축을 마주보는 안쪽 표면 및 안쪽 표면을 따르는 원주 방향에서의 최소 연장부를 갖고, 최소 연장부는 제 1 돌기들 사이의 상기 간격보다 작다. SE-303658 에 도시된 기술과 관련하여, 이는 제 1 과 제 2 접촉 표면들 사이에 상대적으로 큰 접촉 영역을 허용한다. 제 2 접촉 표면들은 제 1 접촉 표면들 뒤에 삽입되고, 회전되고 그 후 제 1 접촉 표면들을 향해 당겨져야 하므로, 원주 방향에서의 제 1 접촉 표면들의 연장부는 180°보다 작을 것이고, 이는 원주 방향에서의 제 2 접촉 표면들의 총 연장부에 동일하게 적용된다.
본 발명의 추가의 실시형태에 따르면, 제 1 접촉 표면들은 원뿔형이고, 따라서 중앙 축과 원추각을 형성할 수 있다. 이러한 원추각은 30°와 60°사이, 예를 들면 45°일 수 있다.
본 발명의 추가의 실시형태에 따르면, 제 1 본체는 원뿔형 핀 주위에 제 1 지지 표면을 형성하고, 제 1 지지 표면은 제 2 커플링 부분의 대향하는 제 2 지지 표면에 대해 맞닿도록 형성된다. 유리하게, 제 1 지지 표면은 평평할 수 있고, 중앙 축은 제 1 지지 표면에 대해 수직하다. 따라서, 제 1 지지 표면은 제 1 지지 표면이 제 2 지지 표면에 대해 맞닿을 때에 제 2 커플링 부분과 관련하여 제 1 커플링 부분의 정확한 축방향 위치 설정을 보장한다.
본 발명의 추가의 실시형태에 따르면, 제 1 커플링 부분은 제 2 커플링 부분과 관련하여 중앙 축 상에서의 적어도 하나의 결정된 회전 위치에서 원뿔형 핀의 고정을 허용하도록 형성된다. 유리하게, 원뿔형 핀은 다각형의 원뿔형일 수 있고 상기 고정을 달성하도록 제 2 커플링 부분의 원뿔형 시트의 상응하는 횡단면과 협동을 위해 중앙 축에 대해 다각형의 외부 횡단면을 갖는다. 다각형의 외부 횡단면은 두개의, 세개의, 네개의, 또는 보다 많은 코너들을 포함할 수 있다. 유리하게, 원뿔형 핀의 다각형의 외부 횡단면은 라운딩된 코너들을 포함할 수 있고, 각각의 리세스는 각각의 라운딩된 코너 내측에서 방사상으로 배열된다. 따라서, 제 1 돌기들은 라운딩된 코너들 사이의 영역 내측에서 방사상으로 위치될 것이다. 이들 영역들에서, 원뿔형 핀의 재료의 두께는 라운딩된 코너들에서보다 다소 작을 것이고, 이는 제 1 및 제 2 접촉 표면들이 서로에 대해 가압되는 그러한 영역들에서 원뿔형 핀의 개선된 탄성을 허용한다.
본 발명의 추가의 실시형태에 따르면, 공동은 원형 형상을 갖고, 제 1 돌기들은 원형 형상으로부터 중앙을 향해 내향으로 연장된다.
상기 목적은 도입부에 걸쳐 설명되고 제 1 접촉 표면들이 중앙 축과 예각을 형성하고, 제 2 접촉 표면들이 종방향 축과 예각을 형성하는 것을 특징으로 하는 공구 커플링에 의해 달성된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제 2 커플링 부분은 작동 메카니즘을 포함하고, 상기 작동 메카니즘은, 제 1 회전 위치로부터 제 1 및 제 2 접촉 표면들이 서로 바로 대향하여 위치되는 제 2 회전 위치로 그리고 종방향 축의 방향으로 변위 가능한 제 2 회전 위치로부터 제 1 및 제 2 접촉 표면들이 서로에 대해 가압되고 제 1 커플링 부분 및 제 2 커플링 부분이 서로 상호 작용하는 커플링 위치로 당김 부재가 종방향 축 상에서 회전 가능하도록 당김 부재 상에 작용한다.
본 발명의 추가의 실시형태에 따르면, 당김 부재는 제 2 접촉 표면들이 배열되는 당김 헤드, 및 드로바를 포함한다. 유리하게, 작동 메카니즘은 당김 부재의 수동 회전 및 변위를 위한 작동 공구, 또는 대안적으로 당김 부재의 기계화된 또는 자동화된 회전 및 변위를 위한 구동 부재를 포함할 수 있다. 그러한 구동 부재는 전기, 공압 또는 유압 모터를 포함할 수 있다.
본 발명의 추가의 실시형태에 따르면, 작동 메카니즘은 작동 공구에 대해 접근 가능한 맞물림 부재를 포함하는 제어 부재를 포함하고, 제어 부재는 제 1 회전 위치와 제 2 회전 위치 사이에서 당김 부재의 회전을 위해 종방향 축 상에서 회전 가능하다. 유리하게, 제어 부재는 종방향 축에 대해 수직한 축 상에서 제 2 커플링 부분에 회전 가능하게 배열될 수 있고, 제어 부재는 커플링 위치로의 상기 변위를 위해 당김 부재의 횡방향 개구에 작용하는 편심 원주 표면을 포함한다.
본 발명의 추가의 실시형태들에 따르면, 공구 커플링의 제 1 커플링 부분은하나 이상의 상기 언급된 특징들을 포함할 수 있다.
지금부터 본 발명은 첨부된 도면참조하여, 상이한 실시형태들의 기술로써 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 공구 커플링 및 공구를 갖는 공구 디바이스의 측면도를 도시한다.
도 2 는 도 1 의 선 II-II 을 따르는 횡단면도를 도시한다.
도 3 은 도 2 의 선 III-III 을 따르는 종단면도를 도시한다.
도 4 는 도 2 의 선 IV-IV 을 따르는 종단면도를 도시한다.
도 5 는 도 1 의 선 V-V 을 따르는 횡단면도를 도시한다.
도 6 은 도 1 의 선 VI-VI 을 따르는 횡단면도를 도시한다.
도 7 은 도 1 의 선 VII-VII 을 따르는 횡단면도를 도시한다.
도 8 은 도 1 의 공구 커플링의 부분들의 사시도이다.
도 9 는 비커플링 상태에서 도 1 의 공구 커플링의 제 1 커플링 부분 및 제 2 커플링 부분의 부분적인 단면도를 도시한다.
도 10 은 중간 상태에서 제 1 및 제 2 커플링 부분들의 종단면도를 도시한다.
도 11 은 커플링된 상태에서 제 1 및 제 2 커플링 부분들의 종단면도를 도시한다.
도 12 는 제 1 회전 위치에서 제 1 및 제 2 커플링 부분들의 횡단면도를 도시한다.
도 13 은 제 2 회전 위치에서 제 1 및 제 2 커플링 부분들의 횡단면도를 도시한다.
도 14 는 도 1 의 공구 커플링의 제 1 분해도를 도시한다.
도 15 는 도 1 의 공구 커플링의 제 2 분해도를 도시한다.
도 16-도 19 는 상이한 기능적 위치들에서 작동 공구를 갖는 공구 커플링의 사시도를 도시한다.
도 2 는 도 1 의 선 II-II 을 따르는 횡단면도를 도시한다.
도 3 은 도 2 의 선 III-III 을 따르는 종단면도를 도시한다.
도 4 는 도 2 의 선 IV-IV 을 따르는 종단면도를 도시한다.
도 5 는 도 1 의 선 V-V 을 따르는 횡단면도를 도시한다.
도 6 은 도 1 의 선 VI-VI 을 따르는 횡단면도를 도시한다.
도 7 은 도 1 의 선 VII-VII 을 따르는 횡단면도를 도시한다.
도 8 은 도 1 의 공구 커플링의 부분들의 사시도이다.
도 9 는 비커플링 상태에서 도 1 의 공구 커플링의 제 1 커플링 부분 및 제 2 커플링 부분의 부분적인 단면도를 도시한다.
도 10 은 중간 상태에서 제 1 및 제 2 커플링 부분들의 종단면도를 도시한다.
도 11 은 커플링된 상태에서 제 1 및 제 2 커플링 부분들의 종단면도를 도시한다.
도 12 는 제 1 회전 위치에서 제 1 및 제 2 커플링 부분들의 횡단면도를 도시한다.
도 13 은 제 2 회전 위치에서 제 1 및 제 2 커플링 부분들의 횡단면도를 도시한다.
도 14 는 도 1 의 공구 커플링의 제 1 분해도를 도시한다.
도 15 는 도 1 의 공구 커플링의 제 2 분해도를 도시한다.
도 16-도 19 는 상이한 기능적 위치들에서 작동 공구를 갖는 공구 커플링의 사시도를 도시한다.
도 1 은 서로 상호 작용하는 제 1 커플링 부분 (1) 및 제 2 커플링 부분 (2) 을 갖는 공구 커플링을 도시한다. 제 2 커플링 부분 (2) 은 전방 단부 (2') 및 후방 단부 (2") 를 갖는다. 후방 단부 (2") 는 기계 공구, 예를 들면 자동화된 멀티-작동 기계에 부착되도록 형성된다.
제 1 커플링 부분 (1) 은 도 9 에 도시된 바와 같이 전방 단부 (1') 및 후방 단부 (1") 를 포함한다. 전방 단부 (1') 는 예를 들면 선삭 인서트, 하나 이상의 밀링 인서트들, 하나 이상의 드릴링 인서트들 등을 갖는 공구 (4) 를 수용하도록 형성된다. 또한 공구는 제 1 커플링 부분 (1) 과 통합될 수 있다. 제 1 커플링 부분 (1) 은 중앙 축 (x) 을 따라 연장된다 (도 3 및 도 4 참조). 또한 제 2 커플링 부분 (2) 은 제 2 커플링 부분 (2) 의 중앙 축을 형성하는 종방향 축 (x') 을 따라 연장된다.
제 1 커플링 부분 (1) 은 제 1 본체 (10) 및 원뿔형 핀 (11) 을 포함하고, 상기 원뿔형 핀 (11) 은 제 1 본체 (10) 로부터 중앙 축 (x) 을 따라 단부 표면 (12) 으로 연장된다 (도 8 및 도 9 참조). 도시된 실시형태들에서, 제 1 본체 (10) 는 원기둥형 횡단면을 갖는다. 원뿔형 핀 (11) 은 제 1 본체 (10) 로부터 단부 표면 (12) 으로 감소하는 직경을 갖는다. 원뿔형 핀 (11) 은 전체 핀의 원주 주위에서 중앙 축 (x) 과 일정한 원추각을 형성한다. 이러한 원추각는 대략 1-5°일 수 있다. 원추각은 전체 원뿔형 핀 (11) 주위에서 유리하게 일정하거나, 또는 본질적으로 일정하다.
원뿔형 핀 (11) 은 단부 표면 (12) 으로부터 바닥부 표면 (14) 으로 연장되는 공동 (13) 을 포함한다. 공동 (13) 은 중앙 축 (x) 에 대해 원주 방향을 따라 서로로부터 분리되어 서로로부터 간격을 두고 균일하게 분포된 세개의 제 1 돌기들 (15) 을 포함한다 (도 8, 도 12, 및 도 13 참조). 근접한 제 1 돌기들 (15) 사이에는, 제 1 리세스들 (16) 및 제 1 돌기들 (15) 이 원주 방향으로 서로 교대하도록 배열된 제 1 리세스들 (16) 이 배열된다. 여기서, 공동 (13) 은 세개 이외의 다른 수의 제 1 돌기들 (15) 및 제 1 리세스들 (16), 예를 들면 두개의 제 1 돌기들 (15) 및 두개의 제 1 리세스들 (16), 네개의, 다섯개의, 또는 여섯개의 제 1 돌기들 (15) 및 제 1 리세스들 (16) 을 포함할 수 있다는 것에 주목해야 한다.
제 1 돌기들 (15) 및 제 1 리세스들 (16) 은 단부 표면 (12) 으로부터 연장되고 바닥부 표면 (14) 으로부터 간격을 두고 위치된다. 따라서, 바닥부 표면 (14) 과 제 1 돌기들 (15) 사이에는 공동 (13) 의 내부 공간 (17) 이 존재한다. 유리하게, 안쪽 공간 (17) 의 원주 표면은 제 1 리세스들 (16) 의 바닥부 표면과 중앙 축 (x) 으로부터 동일한 간격을 두고, 또는 본질적으로 동일한 간격을 두고 위치될 수 있다. 환언하면, 공동 (13) 은 원형, 또는 원기둥형 형상을 가질 수 있고, 제 1 돌기들 (15) 은 이러한 형상으로부터 중앙 축 (x) 을 향해 내향으로 연장된다.
각각의 제 1 돌기 (15) 는, 바닥부 표면 (14) 을 마주보고 중앙 축 (x) 과 예각 (α) 을 형성하는 제 1 접촉 표면 (18) 을 형성한다 (도 4 참조). 예각 (α) 은 30 와 60°사이, 예를 들면 45°일 수 있다.
유리하게, 제 1 접촉 표면들 (18) 은 원뿔형일 수 있다. 또한 제 1 접촉 표면들은 캠버형일 수 있고, 즉 제 1 접촉 표면들 (18) 은 약한 아치형이고 상대적으로 큰 반경을 가질 수 있다.
뿐만 아니라, 각각의 제 1 돌기 (15) 는, 중앙 축 (x) 을 마주보고 유리하게 중앙 축 (x) 에 대해 평행할 수 있는 안쪽 표면 (19) 을 갖는다. 안쪽 표면 (19) 은 안쪽 표면 (19) 을 따라 원주 방향으로 최소 연장부를 갖고, 이러한 최소 연장부는 제 1 돌기들 (15) 사이의 간격보다 작거나 또는 원주 방향에서 리세스들 (16) 의 폭보다 작다.
뿐만 아니라, 제 1 본체 (10) 는 원뿔형 핀 (11) 주위에서 연장되는 제 1 지지 표면 (10') 을 형성한다. 제 1 지지 표면 (10') 은 평평하다. 중앙 축 (x) 은 제 1 지지 표면 (10') 에 대해 수직하거나, 또는 본질적으로 수직하다.
제 2 커플링 부분 (2) 은 제 2 본체 (20) 및 전방 단부 (2') 에서, 평평한 제 2 지지 표면 (20') 을 포함한다. 종방향 축 (x') 은 제 2 지지 표면 (20') 에 대해 수직하다. 도시된 실시형태들에서, 제 2 본체 (20) 는 이차 횡단면을 구비한 세장형 형상을 갖는다.
제 2 커플링 부분 (2) 은 원뿔형 시트 (21) 를 포함하고, 상기 원뿔형 시트 (21) 는 제 2 본체 (20) 에서 내향으로 그리고 제 2 지지 표면 (20') 으로부터 종방향 축 (x') 을 따라 후방 단부 (2'') 를 향해 후향으로 연장된다. 원뿔형 시트 (21) 는 종방향 축 (x') 과 각도를 형성한다. 이러한 각도는 중앙 축 (x) 과 관련하여 원뿔형 핀 (11) 의 각도보다 대략 백분의 몇도 다소 작을 수 있다. 그러하도록, 원뿔형 시트 (21) 와 관련하여 원뿔형 핀 (11) 의 작은 중첩 결정 (over-determination) 이 달성될 수 있고, 제 1 지지 표면 (10') 에서 원뿔형 핀 (11) 은 원뿔형 핀 (11) 이 원뿔형 시트 (21) 에 전체적으로 삽입되고 제 1 지지 표면 (10') 이 제 2 지지 표면 (20') 에 대해 맞닿을 때에 압입에 의해 제 2 지지 표면 (20') 부근에서 원뿔형 시트 (21) 에 대해 맞닿을 것이다.
제 1 커플링 부분 (1) 과 제 2 커플링 부분 (2) 의 상호 연결 시에, 원뿔형 핀 (11) 은 원뿔형 핀 (11) 의 원뿔형 표면 및 원뿔형 시트 (21) 의 원뿔형 표면이 서로에 대해 맞닿도록 원뿔형 시트 (21) 내로 삽입된다. 아래에 보다 상세히 설명될 추가의 상호 연결 단계들 이후에, 제 1 커플링 부분 (1) 은 제 1 지지 표면 (10') 이 제 2 지지 표면 (20') 에 대해 맞닿고 가압될 때까지 제 2 커플링 부분 (2) 내로 당겨진다.
여기서, 제 1 커플링 부분 (1) 은 제 2 커플링 부분 (2) 과 관련하여 중앙 축 (x) 상의 적어도 하나 또는 복수의 정해진 회전 위치들에서 원뿔형 핀 (11) 의 고정을 허용하도록 형성될 수 있다는 것에 주목해야 한다. 예시된 실시형태에서, 이러한 회전 고정은 제 2 커플링 부분 (2) 의 원뿔형 시트 (21) 의 상응하는 다각형의 횡단면과 상호 작용하는, 중앙 축 (x) 에 대해 다각형의 외부 횡단면을 갖는 원뿔형 핀 (11) 에 의해 달성된다. 예시된 실시형태에서, 특히 도 12 및 도 13 참조하면, 원뿔형 핀 (11) 의 이러한 다각형의 횡단면은 세개의 라운딩된 코너들 (31) 및 세개의 라운딩된 코너들 (31) 사이의 세개의 직선의 또는 덜 라운딩된 중간 단면들 (32) 을 갖는 삼각형이다. 라운딩된 코너들 (31) 은 중간 단면들 (32) 보다 작은, 또는 상당히 작은, 곡률 반경을 갖는다. 언급된 바와 같이, 원뿔형 시트 (21) 는 도 16 - 도 19 에서 알 수 있는 세개의 라운딩된 코너들 및 세개의 중간 단면들을 구비한 상응하는 다각형의 형상을 갖는다.
도 12 및 도 13 에서 알 수 있는 바와 같이, 원뿔형 핀 (11) 의 각각의 라운딩된 코너 (31) 는 각각의 제 1 리세스 (16) 외측에서 방사상으로 배열된다. 이는 원뿔형 핀 (11) 의 각각의 제 1 돌기 (15) 가 각각의 중간 단면 (32) 내측에서 방사상으로 배열된다는 것을 의미한다.
제 2 커플링 부분 (2) 은 특히 도 3, 도 4, 도 8, 및 도 9 참조하면 당김 헤드 (41) 및 드로바 (42) 를 갖는 당김 부재 (40) 를 포함한다. 당김 헤드 (41) 는 세개의 제 2 돌기들 (45) 을 포함하고, 상기 세개의 제 2 돌기들 (45) 은 종방향 축 (x') 에 대해 원주 방향을 따라 서로로부터 간격을 두고 배열되고 서로로부터 분리된다 (도 12 및 도 13 참조). 따라서, 근접한 제 2 돌기들 (45) 사이에는 제 2 리세스 (46) 가 존재하고 따라서 또한 세개의 제 2 돌기들 (45) 및 세개의 제 2 리세스들 (46) 은 당김 헤드 (41) 주위에서 원주 방향으로 서로 교대한다.
각각의 제 2 돌기 (45) 는 제 2 접촉 표면 (48) 을 형성한다. 유리하게, 제 2 접촉 표면들 (48) 은 상기 언급된 각도 (α) 와 종방향 축 (x') 에 있어서 동일한 각도를 형성한다.
제 2 접촉 표면들 (48) 은 유리하게 제 1 접촉 표면들 (16) 과 동일하도록 원뿔형일 수 있다. 또한 제 2 접촉 표면들 (48) 은 캠버형일 수 있고, 즉 약한 아치형 및 상대적으로 큰 반경을 가질 수 있다. 특히, 제 1 접촉 표면들 (18) 또는 제 2 접촉 표면들 (48) 은 캠버형일 수 있다.
따라서, 커플링 부분들 (1 및 2) 의 상호 연결 시에, 원뿔형 핀 (11) 은 원뿔형 시트 (21) 내로 삽입된다. 동시에, 당김 부재 (40) 는 공동 (13) 내로 삽입되고 (도 10 참조), 당김 부재 (40) 는 도 12 에 예시된 제 1 회전 위치에 있다. 그 후, 당김 부재 (40) 는 도 13 에 예시된 제 2 회전 위치로 회전된다. 그 후, 당김 부재 (40) 는 제 2 접촉 표면들 (48) 이 제 1 접촉 표면들 (18) 에 대해 맞닿을 때까지 제 2 커플링 부분 (2) 의 후방 단부 (2") 를 향해 후향으로 변위되고, 도 11 에 도시된 바와 같이 따라서 당김 부재 (40) 의 후향으로의 추가의 변위는 제 1 지지 표면 (10') 이 커플링 위치에서 제 2 지지 표면 (20') 에 대해 맞닿도록 원뿔형 시트 (21) 안으로의 원뿔형 핀 (11) 의 완전한 드로잉 인 (drawing-in) 을 발생시킨다. 적어도 이러한 커플링 위치에서, 중앙 축 (x) 은 종방향 축 (x') 과 일치한다.
제 1 접촉 표면들 (18) 이 제 2 접촉 표면들 (48) 에 대해 가압될 때, 상기 표면들 (18 및 48) 사이에 어떠한 또는 본질적으로 어떠한 상호 슬립도 발생하지 않는다. 당김 헤드 (41) 로부터의 모든 힘은 제 1 접촉 표면들 (18) 및 원뿔형 핀 (11) 으로 전달되고, 중간 단면들 (32) 및 제 1 돌기들 (15) 에서의 원뿔형 핀 (11) 은 외향으로 가압된다.
당김 부재 (40) 는, 제 2 본체 (20) 의 원기둥형 공동 (23) 에 배열되고 종방향 축 (x') 을 따라 원기둥형 공동 (23) 에서 변위 가능하고 종방향 축 (x') 상에서 회전 가능한 메인 부분 (43) 을 포함한다. 당김 부재 (40) 는 메인 부분 (43) 과 드로바 (42) 사이의 전이 부분 (44) 을 추가로 포함한다. 도 9 에서 알 수 있는 바와 같이, 밀봉 링 (25) 은 제 2 본체 (20) 의 환형의 그루브 (26) 에 배열되고 전이 부분 (44) 에 대해 밀봉적으로 맞닿는다. 그러하도록, 원뿔형 시트 (21) 의 당김 헤드 (41) 주위의 공간은 밀봉된다. 이러한 밀봉은 제 2 커플링 부분 (2) 의 후방 부분들 및 원기둥형 공동 (23) 으로부터 이러한 공간 내로 먼지 및 윤활유가 침투하는 것을 방지한다. 뿐만 아니라, 냉각액 및 먼지가 원기둥형 공동 (23) 내부로 침투하는 것을 방지한다.
도 14 및 도 15 에서 알 수 있는 바와 같이, 당김 부재 (40) 의 메인 부분 (43) 은 또한 도 5 에 도시된 원기둥형 공동 (23) 에 대해 맞닿은 두개의 대향하는 원기둥형 표면들 (50) 을 갖는다. 메인 부분 (43) 은 또한, 서로에 대해 평행하고 두개의 원기둥형 표면들 (50) 사이에서 연장되고 두개의 원기둥형 표면들 (50) 을 연결하는 두개의 대향하는 평평한 표면들 (51) 을 갖는다. 세장형 형상을 갖는 횡방향 개구 (52) 는 메인 부분 (43) 및 두개의 평평한 표면들 (51) 을 통해 연장된다.
당김 부재 (40) 는 상기 언급된 바와 같이, 회전 가능하고 보다 정확하게 제 1 회전 위치와 제 2 회전 위치 사이에서 회전 가능하다. 이들 두개의 회전 위치들은 다양하도록 규정될 수 있다. 예시된 실시형태에서, 일 실시예가 도시된다. 당김 부재 (40) 는 후방 단부 (2'') 를 향해 후향으로 연장되고 직사각형 횡단면을 갖는 핀 (53) 을 그 연결부에서 포함한다. 핀 (53) 은 제 2 커플링 부분 (2) 의 잠금 블록 (55) 의 리세스 (54) 를 맞물림한다. 잠금 블록 (55) 은 네개의 나사들 (3) 에 의해 제 2 커플링 부분 (2) 에 고정된다. 리세스 (54) 는 보다 좁은 웨이스트를 갖는 세장형 횡단면 형상을 갖는다. 리세스 (54) 의 이러한 횡단면 형상은 도 6 에서 알 수 있는 바와 같이 핀 (53) 및 이로써 당김 부재 (40) 의 회전의 두개의 회전 위치들을 규정한다. 각각의 스프링 와셔 (57) 에 의해 바이어스된 두개의 대향하는 볼들 (56) 에 의해, 핀 (53) 및 이로써 당김 부재 (40) 는 각각 제 1 회전 위치 및 제 2 회전 위치에서 유지된다.
제 2 커플링 부분 (2) 은 또한 작동 메카니즘을 포함하고, 상기 작동 메카니즘은 그 회전 및 변위를 제공하기 위해 당김 부재 (40) 와 연관되고 상호 작용한다. 작동 메카니즘은 작동 공구 (63) 에 대해 접근 가능한 맞물림 부재 (62) 를 포함하는 제어 부재 (61) 를 포함한다.
예시된 실시형태에서, 제어 부재 (61) 는 편심 원주 표면 (64) 및 원주 표면 (64) 의 각각의 측 상에 원기둥형 표면 (65) 을 갖는다. 편심 원주 표면 (64) 은 메인 부분 (43) 의 세장형 구멍 (52) 에 위치된다. 두개의 원기둥형 표면들 (65) 은 각각의 베어링 요소 (67) 의 각각의 원기둥형 구멍 (66) 에 저널 (journaled) 된다. 두개의 베어링 요소들 (67) 은 메인 부분 (43) 의 각각의 평평한 표면 (51) 에 대해 맞닿는다. 두개의 베어링 요소들 (67) 은 메인 부분 (43) 의 원기둥형 표면들 (50) 을 연결하고 원기둥형 공동 (23) 에 대해 맞닿은 원형의 외부 표면을 갖는다.
제어 부재 (61) 는 당김 부재 (43) 와 함께 제 1 회전 위치와 제 2 회전 위치 사이에서 당김 부재 (40) 의 회전을 위해 종방향의 제 2 축 (x') 상에서 회전 가능하다. 이러한 회전은 작동 공구 (63) 에 의해 제공될 수 있고, 상기 작동 공구 (63) 는 맞물림 부재 (62) 내로 삽입되고 종방향 축 (x') 상에서 화살표 (p1) 의 방향으로 회전된다 (도 18 참조). 맞물림 부재 (62) 는 6각형 구멍을 포함하고 작동 공구 (63) 는 6각형 스패너를 포함할 수 있다.
제어 부재 (61) 는 또한 종방향 축 (x') 에 대해 수직한 횡방향 축 (y) 상에서 회전 가능하다 (도 4 참조). 제어 부재 (61) 가 작동 공구 (63) 에 의해, 횡방향 축 (y) 상에서 화살표 (p2) 의 방향으로 회전될 때 (도 19 참조), 편심 원주 표면 (64) 은 메인 부분 (43) 의 횡방향 개구 (52) 에 작용하고 접촉 표면들 (18 및 48) 이 서로에 대해 맞닿지 않는 도 10 에 도시된 위치와 접촉 표면들 (18 및 48) 이 서로에 대해 맞닿고 가압되는 도 11 에 도시된 위치 사이에서 종방향 축 (x') 을 따라 당김 부재 (40) 를 변위시킬 것이다.
따라서 제 1 커플링 부분 (1) 및 제 2 커플링 부분 (2) 의 상호 연결은 빠르고 용이하도록 실행될 수 있다. 여기서 원뿔형 핀 (11) 이 원뿔형 시트 (21) 내로 삽입된 후에, 도시된 실시형태들에서 작동 공구 (63) 가 종방향 축 (x') 상을 회전함으로써 작동 공구 (63) 에 의해 당김 헤드 (41) 가 회전된다. 그 후, 당김 헤드 (41) 는 횡방향 축 (y), 즉 그 자체 축 상에서 회전되는 작동 공구 (63) 에 의해 후향으로 당겨진다.
도시된 작동 메카니즘은 제 2 커플링 부분 (2) 에서의 제 1 커플링 부분 (1) 의 수동 클램핑을 위한 그러한 하나의 유리한 실시형태로서 도시된 것에 주목해야 한다. 그러한 수동 작동 메카니즘은 또한 핀 (53) 을 갖는 메인 부분 (43), 드로바 (42) 및 전이 부분 (44) 과 같은 당김 부재 (40) 의 부분들 뿐만 아니라 많은 대안적인 방식으로 형성될 수 있다. 또한 도시된 작동 메카니즘은 제 2 커플링 부분 (2) 에서의 제 1 커플링 부분 (1) 의 자동화된 클램핑을 위해 구성되고 드로바를 통해 당김 헤드 (41) 를 동작시키는 작동 메카니즘으로 대체될 수 있다는 것에 주목해야 한다.
본 발명은 도시된 실시형태에 제한되지 않고 이후의 청구항의 범위 내에서 변경되고 변형될 수 있다.
α: 예각
x: 중앙 축
x': 종방향 축
y: 횡방향 축
p1: 화살표
p2: 화살표
1: 제 1 커플링 부분
1': 전방 단부
1": 후방 단부
2: 제 2 커플링 부분
2': 전방 단부
2": 후방 단부
3: 체결 수단
4: 공구
10: 제 1 본체
10': 제 1 지지 표면
11: 원뿔형 핀
12: 단부 표면
13: 공동
14: 바닥부 표면
15: 제 1 돌기
16: 제 1 리세스
17: 안쪽 공간
18: 제 1 접촉 표면
19: 안쪽 표면
20: 제 2 본체
20': 제 2 지지 표면
21: 원뿔형 시트
23: 원기둥형 공동
25: 밀봉 링
26: 환형의 그루브
31: 라운딩된 코너
32: 중간 단면
40: 당김 부재
41: 당김 헤드
42: 드로바
43: 메인 부분
44: 전이 부분
45: 제 2 돌기
46: 제 2 리세스
48: 제 2 접촉 표면
50: 원기둥형 표면
51: 평평한 표면
52: 횡방향 개구
53: 핀
54: 리세스
55: 잠금 블록
56: 볼
57: 스프링 와셔
61: 제어 부재
62: 맞물림 부재
63: 작동 공구
64: 편심 원주 표면
65: 원기둥형 표면
66: 원기둥형 구멍
67: 베어링 요소
x: 중앙 축
x': 종방향 축
y: 횡방향 축
p1: 화살표
p2: 화살표
1: 제 1 커플링 부분
1': 전방 단부
1": 후방 단부
2: 제 2 커플링 부분
2': 전방 단부
2": 후방 단부
3: 체결 수단
4: 공구
10: 제 1 본체
10': 제 1 지지 표면
11: 원뿔형 핀
12: 단부 표면
13: 공동
14: 바닥부 표면
15: 제 1 돌기
16: 제 1 리세스
17: 안쪽 공간
18: 제 1 접촉 표면
19: 안쪽 표면
20: 제 2 본체
20': 제 2 지지 표면
21: 원뿔형 시트
23: 원기둥형 공동
25: 밀봉 링
26: 환형의 그루브
31: 라운딩된 코너
32: 중간 단면
40: 당김 부재
41: 당김 헤드
42: 드로바
43: 메인 부분
44: 전이 부분
45: 제 2 돌기
46: 제 2 리세스
48: 제 2 접촉 표면
50: 원기둥형 표면
51: 평평한 표면
52: 횡방향 개구
53: 핀
54: 리세스
55: 잠금 블록
56: 볼
57: 스프링 와셔
61: 제어 부재
62: 맞물림 부재
63: 작동 공구
64: 편심 원주 표면
65: 원기둥형 표면
66: 원기둥형 구멍
67: 베어링 요소
Claims (15)
- 공구 커플링의 제 2 커플링 부분 (2) 과 상호 작용하도록 형성되는 제 1 커플링 부분 (1) 으로서,
상기 제 1 커플링 부분 (1) 은 제 1 본체 (10) 및 원뿔형 핀 (11) 을 포함하고, 상기 원뿔형 핀 (11) 은 상기 제 1 본체 (10) 로부터 중앙 축 (x) 을 따라 단부 표면 (12) 으로 연장되고, 상기 제 1 본체 (10) 로부터 상기 단부 표면 (12) 으로 감소하는 직경을 갖고,
상기 원뿔형 핀 (11) 은 상기 중앙 축 (x) 및 종방향 축 (x') 이 일치하도록 상기 제 2 커플링 부분 (2) 의 상기 종방향 축 (x') 을 따라 연장되는 원뿔형 시트 (21) 내로 삽입 가능하도록 형성되고,
상기 원뿔형 핀 (11) 은 공동 (13) 을 포함하고, 상기 공동 (13) 은 상기 단부 표면 (12) 으로부터 바닥부 표면 (14) 으로 연장되고 다수의 제 1 돌기들 (15) 을 포함하고, 상기 다수의 제 1 돌기들 (15) 은 상응하는 다수의 제 1 리세스들 (16) 이 형성되도록 상기 중앙 축 (x) 에 대해 원주 방향을 따라 서로로부터 간격을 두고 분리되어 배열되고,
상기 제 1 돌기들 (15) 은 상기 바닥부 표면 (14) 으로부터 간격을 두고 배열되고, 각각의 제 1 접촉 표면 (18) 을 형성하고,
상기 제 1 접촉 표면들 (18) 은 상기 제 2 커플링 부분 (2) 의 당김 부재 (40) 의 상응하는 다수의 분리된 제 2 접촉 표면들 (48) 과 상호 작용하도록 형성되고,
상기 제 1 접촉 표면들 (18) 은 상기 중앙 축 (x) 과 예각 (α) 을 형성하는, 제 1 커플링 부분 (1). - 제 1 항에 있어서,
각각의 제 1 돌기 (15) 는 상기 중앙 축 (x) 을 마주보는 안쪽 표면 (19) 및 상기 안쪽 표면 (19) 을 따르는 상기 원주 방향에서의 최소 연장부를 갖고, 상기 최소 연장부는 상기 제 1 돌기들 (15) 사이의 상기 간격보다 작은, 제 1 커플링 부분 (1). - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 접촉 표면들 (18) 은 원뿔형인, 제 1 커플링 부분 (1). - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 본체 (10) 는 상기 원뿔형 핀 (11) 주위에 제 1 지지 표면 (10') 을 형성하고, 상기 제 1 지지 표면 (10') 은 상기 제 2 커플링 부분 (2) 의 대향하는 제 2 지지 표면 (20') 에 대해 맞닿도록 형성되는, 제 1 커플링 부분 (1). - 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 지지 표면 (10') 은 평평하고, 상기 중앙 축 (x) 은 상기 제 1 지지 표면 (10') 에 대해 수직한, 제 1 커플링 부분 (1). - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 커플링 부분 (1) 은 상기 제 2 커플링 부분 (2) 과 관련하여 상기 중앙 축 (x) 상에서의 적어도 하나의 결정된 회전 위치에서 상기 원뿔형 핀 (11) 의 고정을 허용하도록 형성되는, 제 1 커플링 부분 (1). - 제 6 항에 있어서,
상기 원뿔형 핀 (11) 은 상기 고정을 달성하도록 상기 제 2 커플링 부분 (2) 의 상기 원뿔형 시트 (21) 의 상응하는 횡단면 (cross-section) 과의 협동을 위해 상기 중앙 축 (x)에 대해 다각형의 외부 횡단면을 갖는, 제 1 커플링 부분 (1). - 제 7 항에 있어서,
상기 원뿔형 핀 (11) 의 상기 다각형의 외부 횡단면은 라운딩된 코너들 (31) 을 포함하고, 각각의 제 1 리세스 (16) 는 각각의 라운딩된 코너 (31) 내측에서 방사상으로 배열되는, 제 1 커플링 부분 (1). - 제 8 항에 있어서,
상기 공동 (13) 은 원형 형상을 갖고, 상기 제 1 돌기들 (15) 은 상기 원형 형상으로부터 상기 중앙 축 (x) 을 향해 내향으로 연장되는, 제 1 커플링 부분 (1). - 서로 상호 작용하도록 형성되는 제 1 커플링 부분 (1) 및 제 2 커플링 부분 (2) 을 포함하는 공구 커플링으로서,
상기 제 1 커플링 부분 (1) 은 제 1 본체 (10) 및 원뿔형 핀 (11) 을 포함하고, 상기 원뿔형 핀 (11) 은 상기 제 1 본체 (10) 로부터 중앙 축 (x) 을 따라 단부 표면 (12) 으로 연장되고, 상기 제 1 본체 (10) 로부터 상기 단부 표면 (12) 으로 감소하는 직경을 갖고,
상기 제 2 커플링 부분 (2) 은 원뿔형 시트 (21) 를 갖고 상기 원뿔형 시트 (21) 는 상기 제 2 커플링 부분 (2) 의 종방향 축 (x') 을 따라 연장되고,
상기 원뿔형 핀 (11) 은 상기 중앙 축 (x) 및 상기 종방향 축 (x') 이 일치하도록 상기 원뿔형 시트 (21) 내로 삽입 가능하고,
상기 원뿔형 핀 (11) 은 공동 (13) 을 포함하고, 상기 공동 (13) 은 상기 단부 표면 (12) 으로부터 바닥부 표면 (14) 으로 연장되고 다수의 제 1 돌기들 (15) 를 포함하고, 상기 다수의 제 1 돌기들 (15) 은 상응하는 다수의 제 1 리세스들 (16) 이 형성되도록 상기 중앙 축 (x) 에 대해 원주 방향을 따라 서로로부터 간격을 두고 분리되어 배열되고,
상기 제 1 돌기들 (15) 은 상기 바닥부 표면 (14) 으로부터 간격을 두고 배열되고, 각각의 제 1 접촉 표면 (18) 을 형성하고,
상기 제 2 커플링 부분은 상응하는 다수의 제 2 돌기들 (45) 를 갖는 당김 부재 (40) 를 포함하고, 상응하는 다수의 상기 제 2 돌기들 (45) 은 상응하는 다수의 제 2 리세스들 (46) 에 의해 상기 종방향 축 (x') 에 대해 원주 방향을 따라 서로로부터 간격을 두고 분리되어 배열되고,
상기 제 2 돌기들 (45) 은 각각의 제 2 접촉 표면 (48) 을 형성하고,
상기 제 2 접촉 표면들 (48) 은 상기 당김 부재 (40) 에 의해 상기 제 1 접촉 표면들 (18) 의 각각의 접촉 표면에 대해 맞닿고 가압되도록 형성되고,
상기 제 1 접촉 표면들 (18) 은 상기 중앙 축 (x) 과 예각 (α) 을 형성하고,
상기 제 2 접촉 표면들 (48) 은 상기 종방향 축 (x') 과 예각을 형성하는, 공구 커플링. - 제 10 항에 있어서,
상기 제 2 커플링 부분은 작동 메카니즘을 포함하고,
상기 작동 메카니즘은 제 1 회전 위치로부터 상기 제 1 및 제 2 접촉 표면들 (18, 48) 이 서로 바로 대향하여 위치되는 제 2 회전 위치로 그리고 상기 종방향 축 (x') 의 방향에서 변위 가능한 상기 제 2 회전 위치로부터 상기 제 1 및 제 2 접촉 표면들 (18, 48) 이 서로에 대해 가압되고 상기 제 1 커플링 부분 (1) 및 상기 제 2 커플링 부분 (2) 이 서로 상호 연결되는 커플링 위치로 상기 당김 부재 (40) 가 상기 종방향 축 (x') 상에서 회전 가능하도록 상기 당김 부재 (40) 상에 작용하는, 공구 커플링. - 제 11 항에 있어서,
상기 당김 부재 (40) 는 상기 제 2 접촉 표면들 (48) 이 배열되는 당김 헤드 (41), 및 드로바 (42) 를 포함하는, 공구 커플링. - 제 12 항에 있어서,
상기 작동 메카니즘은 제어 부재 (61) 를 포함하고,
상기 제어 부재 (61) 는 작동 공구 (63) 에 대해 접근 가능한 맞물림 부재 (62) 를 포함하고, 상기 제어 부재 (61) 는 상기 제 1 회전 위치와 상기 제 2 회전 위치 사이에서 상기 당김 부재 (40) 의 회전을 위해 상기 종방향 축 (x') 상에서 회전 가능한, 공구 커플링. - 제 13 항에 있어서,
상기 제어 부재 (61) 는 상기 종방향 축 (x') 에 대해 수직한 축 (y) 상에서 상기 제 2 커플링 부분 (2) 에 회전 가능하게 배열되고, 상기 제어 부재 (61) 는 편심 원주 표면 (64) 을 포함하고, 상기 편심 원주 표면 (64) 은 상기 커플링 위치로의 상기 변위를 위해 상기 당김 부재 (40) 의 횡방향 개구 (52) 에서 작용하는, 공구 커플링. - 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 커플링 부분 (1) 은 제 2 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 특징을 포함하는, 공구 커플링.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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