KR20160039283A - 공구 장치 - Google Patents

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KR20160039283A
KR20160039283A KR1020167005580A KR20167005580A KR20160039283A KR 20160039283 A KR20160039283 A KR 20160039283A KR 1020167005580 A KR1020167005580 A KR 1020167005580A KR 20167005580 A KR20167005580 A KR 20167005580A KR 20160039283 A KR20160039283 A KR 20160039283A
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위르겐 블릭클레
발터 토마쉐브스키
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스테파노 델피니
빌리 펠만
브루노 뤼스케르
밀란 보치크
토마스 마티스
다니엘 그롤리문트
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씨. 앤드 이. 파인 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 구동축의 둘레에서, 특히 진동 방식으로, 운동하는 구동 장치를 가진, 특히 손으로 잡는, 기계 공구와 함께 사용하기에 적합한 공구 장치에 관한 것이다. 공구 장치는 구동축과 공구의 회전축이 실질적으로 일치하도록 공구 장치가 기계 공구에 고정되도록 하는 연결 장치를 가진다. 연결 장치는, 구동력을 받아들이기 위해, 적어도 두 개의 구동-표면 영역들을 가지며, 이들은 상기 공구의 회전축으로부터 이격되고 각각 다수의 표면-영역 포인트들을 가진다. 상기 표면-영역 포인트들에 대한 접평면들은 공구의 회전축을 포함하는 축방향 평면에 대해 경사져 있다. 더욱이, 상기 접평면들은 공구의 회전축에 대해 직각으로 연장된 반경방향 평면에 대해 경사져 있다. 이는 기계 공구에 의해, 구동 장치를 통해, 공구 장치로 도입되는 토크가 신뢰성 있게 받아들여진다는 것을 의미한다.

Description

공구 장치{Tool device}
우선권 출원 번호 DE 20 2013 006 920.1호의 전체 내용은 본 출원 내에 참조로 통합된다.
본 발명은 기계 공구(machine tool)와 함께, 특히 구동축의 둘레에서 운동하는 구동 장치를 가진 손으로 안내되는 기계 공구와 함께 사용하기에 적합한 공구 장치에 관한 것이다.
본 발명은 아래에서 기계 공구와 함께, 특히 구동축의 둘레를 회전하는 구동 장치를 가진 손으로 안내되는 기계 공구(hand guided machine tool)와 함께 사용하기에 적합한 공구 장치의 예를 사용하여 주로 설명될 것이다. 도면들의 한정은 이러한 공구 장치의 가능한 용도들을 한정하려는 것은 아니다.
이하에서는, "공구 장치(tool device)"라는 용어 대신에 보다 단순하게 "공구(tool)"라는 용어도 사용될 것이다. 그러나 이것도 한정으로 해석되어서는 안 된다.
기계 공구는 하나 이상의 구동 모터들과 혹은 하나 이상의 전달 장치들(transmission devices)을 가진 장치이다. 공구 장치의 구동 장치는 토크(torque)를 공구 장치에 인가하는 부품 또는 부품들이며, 그래서 보통 구동 샤프트/출력 샤프트, 구동 스핀들/출력 스핀들 또는 그 밖에 유사한 것이다.
손으로 안내되는 기계 공구는 홀딩 장치, 특히 핸들과 그 밖에 유사한 것을 포함하며, 이에 의해 조작자는 기계 공구에 공구를 부착시켜 조작할 수 있다. 전형적으로, 손으로 안내되는 기계 공구들은 전기 구동 모터를 갖추고 있지만, 유압 동력 기계 공구들 또는 공기 동력 기계 공구들 또는 근력(muscle power)에 의해 구동되는 기계 공구들과 같은 알려진 다른 유형들도 있다.
종래 기술에 있어서, 다양한 공구들이 알려져 있으며, 이들은 환형의 구동 장치를 가진 기계 공구와 함께 사용된다. 이러한 공구들은, 예를 들어 드릴, 연삭 디스크, 절삭 디스크, 회전 톱, 기타 등등이다. 이 공구들은 출력 장치에 부착되며, 이는, 적용예, 공구 및 기계에 따라, 거의 0에서 수천까지의 분당 회전수(RPM: revolutions per minute)로 회전하고, 극단적인 경우에는 현저하게 높은 속도로 회전한다. 작동하는 동안, 공구는 다소 높은 압력으로 가공 대상물에 접촉하며, 상응하는 기계 가공을 수행한다. 회전 중심(pivot)으로부터 먼 곳에서 발생하는 기계 가공력(machining forces)은, 예를 들어 절삭력 또는 연삭력은 구동 샤프트의 둘레에 토크를 발생시키며, 이는 기계 공구로부터 공구 장치로 전달되는 토크에 의해 보상된다. 공구로의 구동 모멘텀(driving momentum)의 전달은 공구를 구동 장치에 고정시키는 부착 장치를 통해 이루어진다. 공구는 기계 가공하는 동안 항상 실질적으로 동일한 방향으로 회전하기 때문에, 부착 장치에 작용하는 힘들은 실질적으로 동일한 방향으로 발생하지만, 높이에 있어서는 차이가 있다.
종래 기술에 있어서, 회전 진동(rotating oscillating)하는 공구 수용 장치를 가진 기계 공구들도 알려져 있다. 여기서 공구 장치의 진동 구동(oscillating drive)은, 특히 활톱 장치(hacksaw device)로부터 알려진 것처럼, 허브(hub)가 없는 진동 구동으로서 이해되어야 한다. 여기서 활톱 장치는 특히 키홀 톱(keyhole saw) 장치, 세이버 톱(saber saw) 장치 또는 석고 톱(drywall saw) 장치 또는 그 밖의 유사한 것으로서 이해되어야 한다. 여기서 진동 구동 장치를 가진 기계 공구는, 공구 구동 장치가 중심 위치로부터 제1 회전 방향으로 운동하기 시작하고 멈추기 위해 제동되며, 그 다음에 운동이 멈출 때까지 회전 방향이 다시 반대로 되는 공구 구동 장치의 운동을 가진 기계 공구로서 이해되어야 한다.
중심 위치로부터 각각의 단부 위치까지의 각 거리(angular distance)는 전형적으로 5도까지일 수 있다. 그러나, 구현된 기계들에서는, 보통 1도에서 2.5도까지의 작은 각도가 일반적이며, 이는 (제1 단부 위치에서 제2 단부 위치까지) 2도로부터 5도까지의 전체 각 운동(angular movement)과 상응하다. 이 진동하는 운동은 전형적으로 5,000으로부터 50,000까지의 분당 회전수로 수행된다. 그러나, 보다 작은 그리고 보다 큰 진동 주파수(여기서 분당 진동수로 표현된다)도 가능하다.
회전 방향의 반전은 공구의 기계 가공력(machining forces)의 방향도 변하도록 하며, 알려진 바와 같이 기계 가공력은 항상 운동 방향에 대해 반대로, 또는 여기서 회전 방향 각각에 대해 반대로 작용한다. 기계 가공력의 방향의 변화로부터 레버 아암(lever arm), 즉 공구의 가공 포인트로부터 회전축까지의 거리에 따른 토크가 발생하며, 토크는 진동에 의해 반전된다. 기계 가공력에 기인한 토크는 또 다른 모멘텀과 겹쳐지며, 이는 기계 가공 중이거나 공회전(idle)에 있어서, 즉 최고 속도(예를 들어, 공구 구동 장치의 사인파 모양(sinusoidal)의 회전속도 변화를 위한 사인 곡선(sine curve)의 각각의 최대 진폭) 이후에 공구의 감속을 위한 그리고 회전 방향의 반전 이후에 발생하는 반대 방향으로의 공구의 재가속을 위한 공구 토크의 관성 모멘텀으로부터 효과적이다.
기계 가공력과 진동 구동의 운동학적 인자들(kinematic factors)에 의해 발생하는 토크들은 기계 공구에 의해 구동 장치를 통해 공구 장치 내에 인가된다.
본 발명은 구동 장치를 통해 도입되는 토크를 신뢰성 있게 받아들일 수 있도록 하는 방식으로 공구 장치를 설계하는데 그 목적이 있다.
이 목적은 청구항 제 1항의 주제에 의해 성취된다.
본 발명의 바람직한 실시예들은 종속항들의 주제들이다.
본 발명에 따르면, 공구 장치는 구동축과 공구 회전축이 실질적으로 일치하는 방식으로 공구 장치를 기계 공구에 고정시킬 수 있는 부착 장치를 가진다. "구동축(driving shaft)"과 "공구 회전축(tool axis of rotation)"이라는 용어는 각각 기계 공구의 기하학적 회전축과 공구 장치의 기하학적 회전축을 나타낸다.
또한, 적어도 두 개의 구동 부위 영역들이 마련되며, 이들은 공구 회전축과 이격되고, 각각 다수의 표면 포인트들을 가진다. "구동 부위 영역(driving area region)"(이하에서 때때로 "구동 부위(driving area)"로 언급된다)이라는 용어는 기계 공구로부터 토크를 받아들이기 위해 직접 또는 간접적으로 기계 공구의 출력 장치에 적어도 부분적으로 접촉되는 영역을 나타낸다. "표면 포인트(surface point)"라는 용어는 구동 부위 영역의 상측면 상의 포인트들을 의미하며, 이는 기하학적으로 이해되어야 한다.
그 용어는 그 영역에 인접한 접평면(tangent plane)에서 기하학적인 포인트를 특징짓기 위해 사용된다. 접점(tangent point)에 대해 직각인 표면상의 벡터(vector)는 공간 내에서 이 포인트에서의 표면의 방향을 말하며, 이는, 예를 들어, 3차원 좌표 시스템에 의해 또는 다른 기준 평면들 또는 기준 표면들에 의해 정의된다.
본 발명의 사상 내에서 표면상의 모든 포인트는 표면 포인트이기 때문에 표면은 무한한 수의 표면 포인트들을 가진다. 그러나, 실시예들을 위해 단일 방향으로 만곡된 표면 또는 다방향으로 만곡된 표면을 한정된 수의 표면 포인트들을 가지고 충분히 설명할 수 있다. 단일 방향으로 만곡된다(unidirectionally curved)라는 용어는 각 포인트에서 단 하나의 방향으로 만곡된, 예를 들어 원통형 표면으로 이해되어야 한다. 다방향으로 만곡된다(multidirectionally curved)라는 용어는 적어도 하나의 포인트에서 몇몇의 방향들로 만곡된, 예를 들어 구형 표면으로 이해되어야 한다.
평평한 표면은 단 하나의 접평면을 가지며, 이는 표면 자체와 일치한다. 평평한 표면을 특징짓기 위해서는, 하나의 표면 포인트로서 충분하며, 이는 평평한 표면의 어떠한 포인트일 수도 있다.
표면 포인트들은 기하학적인 포인트들이므로, 표면상에서 보이지 않는다.
이 표면 포인트들에 대한 접평면들을 위해, 특별한 기하학적 상태가 적용된다. 접평면들은, 기하학에서 보통, 표면 포인트들의 법선벡터들(normal vectors)에 대해 직각으로 형성되고 표면 포인트에서 표면에 접촉하는 평면들이다. "법선벡터(normal vector)"라는 용어는 이 표면 포인트에서 그 표면에 대해 정확히 직각으로 향하는 벡터를 의미한다.
이 표면 포인트들의 접평면들은 두 방향으로 경사져 있다. 한편으로는, 접평면들은 출력 샤프트를 포함하는 축방향 평면(axial plane)에 대해 경사져 있다. 또한, 이 접평면들은 출력 샤프트에 대해 직각으로 연장된 반경방향 평면(radial plane)에 대해 경사져 있다.
따라서, 이 구동 부위 영역의 배치는 진동 기계들을 위해 알려진 종래 기술의 공구 장치들과 비교하여 차이가 있다.
알려진 공구 장치들, 예를 들어 독일 특허 출원 번호 DE 2011 005 818 A1호와 독일 실용신안 출원 번호 DE 296 05 728 U1호에서 보여진 바와 같이, 공구들은 기계 공구의 구동 장치에 연결되는 영역에서 실질적으로 평면의 디자인이다. 이는 그들은 이 영역 내에서 공구 회전축에 대해 직각인 평면으로 연장된다는 것을 의미한다.
이제 바람직한 실시예에서, 구동 부위 영역은 실질적으로 평평하며, 이는 모든 평면 포인트들의 접선벡터들은 서로 평행하게 정렬되다는 것을 의미하고, 따라서 구동 부위 영역은 전체로서 단지 하나의 접평면을 가진다는 것을 알아야 한다. 그러나, 본 발명의 범위 내에서, 구동 부위 영역들은 단일 방향 또는 두 방향으로 만곡되는 것도 가능하다. 이 경우에, 접선벡터들은 더 이상 서로 평행하지 않다.
본 발명은 아래의 사항들에 기초한다.
토크가 인가되는 공구의 영역은 진동 운동에 기인한 교대로 변하는 굽힘 응력(bending stress)에 영향을 받는다. 이는 특히 공구를 만들기 위한 금속 재료에 대해 문제가 된다. 금속은 결정 구조를 가진다. 만약 금속 부품의 영역 내에 국부적인 과부하가 발생한다면, 이는 이 포인트에서 그 부품에 작용하는 응력들이 부품이 견딜 수 있는 응력보다 높아지는 것을 의미하고, 그래서 금속 미세구조의 각 그레인들(grains) 사이에 미세 균열들(micro cracks)이 발생할 수 있다. 이 미세 균열들은 두 가지 면에서 부품들의 강도에 영향을 미친다. 한편으로는, 미세 균열이 발생한 영역 내에서, 부품 내에서 장력들(tensions)이 전달되지 않는다. 이는 이 영역 내의 응력들이 균열의 생성에 의해 증가할 수 있으며, 이는 힘의 전달을 위한 유효 면적의 감소를 의미한다.
다른 한편으로는, 기계 공학에서 일반적으로 노치 효과(notch effect)라고 말하는 현상이 발생한다. 그 이름은, 노치의 영역 내에서, 특히 노치가 날카로운 모서리일 때, 국부 응력 집중이 발생하고, 이는 이러한 기하학적 구조에 의해 영향을 받지 않는 부품의 영역 내에서의 전단응력보다 높은 전단응력으로 이어진다는 사실로부터 나왔다.
증가된 응력은 균열의 형성을 야기하고, 결국 부품의 파손으로 이어진다.
이 과정은, 예를 들어 Palmgren과 Miner의 논문에 의해 입증되었으며, 손상 누적(damage accumulation)이라고 불린다.
흔들리는 하중, 특히 교대로 변하는 굽힘 응력을 견디는 재료 또는 부품의 특성은 보통 이 부품의 이른바 SN 곡선에 의해 표현된다. SN 곡선은, 하중 변화에 따른 Wohler의 피로(fatigue) 테스트에서 특히 강철(steel)을 포함하는 부품을 위한 교대로 변하는 하중은, 만약 부품이 (재료에 따라) 2백만과 6백만 사이의 하중 변화에 처하여 이 하중에서 손상이 없다면, 많은 경우에 영구적으로 견딜 수 있다는 연구 결과에 기초한다.
진동 구동되는 공구는, 위에서 설명한 바와 같이, 예를 들어 20,000의 분당 진동수의 주파수로 흔들린다. 이는 고정된 부품에 작동 방향으로 20,000의 분당 하중 주기(load cycles per minute) 또는 1.2백만의 시간당 주기를 의미한다.
따라서 2백만의 하중 주기의 피로 테스트의 최소 피로 한계는 기계 공구 또는 공구의 2시간의 작동 후에 이미 초과된다.
본 발명의 디자인에 따르면, 토크 하중은 증가하며 공구 장치에 의해 견딜 수 있다. 이는 첫째로 구동 부위 영역들이 회전축과 이격되어 배열된다는 점에서 성취된다. 공구에 의해 수용되는 힘은 토크와 거리의 비율에 따라 결정되기 때문에, 이는 다음의 공식을 따른다. Fr = M/r (M은 측정된 토크(Nm), F는 r 지점의 힘(N), r은 공구 회전축으로부터 힘의 작용점까지의 거리(m)).
힘의 작용점이 바깥쪽으로 확장되는 것은, 즉 공구 회전축으로부터 멀어지는 것은 토크를 감소시킨다.
구동 부위 영역들의 경사는 힘의 작용점이 전체적으로 증가하는 결과를 초래하며, 이에 의해 국소 부하(local load)가 감소하게 되고, 적절한 디자인을 통해, 공구의 나머지 영역들로의 힘의 도입이 향상된다.
보통 진동 기계에서 사용되는 공구 장치들의 일부는 톱질 공구들 및 절삭 공구들과 같이 원주 방향으로 배치된 작동 영역을 가진다. 따라서 공구들의 작동 영역은 실질적으로 공구의 회전축에 대해 직각인 평면 내에서 연장된다.
이러한 공구들을 위해, 종래 기술에서는 일반적으로 부착 영역도 평면으로 구성된다. 구동 모멘텀은, 예를 들어 핀들(pins), 구동 스타(driving star) 또는 그 밖의 유사한 것에 의해, 공구 면(tool plane)에 대해 직각인 방향의 힘으로서 시작된다. 공구 면에 있어서, 공구는 특히 딱딱하며, 그래서 힘의 도입은 단지 비교적 작은 영역에서만 수행된다. 이 영역에서, 더 높은 국부 응력들(local stresses)이 발생할 수 있으며, 이는 공구의 작동 안정성의 감소를 초래한다.
본 발명에 따르면, 힘의 전달은 공구를 위해 처음으로 경사진 영역으로부터 수행되며, 이에 의해 - 각각의 구성에 대해 - 힘의 전달 영역은 증가하고, 그럼으로써 국소 부하가 감소한다.
이때 최대부하(peak load)를 감소시키는 것이 필수적이라는 것을 인식하여야 한다. 공구의 마모 또는 심지어 파손은 위에서 설명한 미세 균열을 초래하는 응력의 집중에 의해 발생되고 더 촉진된다. 최대 응력의 집중의 감소는 공구의 수명을 현저하게 연장시킨다.
바람직한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 구동 부위 영역이 있으며, 이 구동 부위 영역에는 그 법선벡터가 공구 회전축을 관통하도록 연장된 직선으로 판정되는 표면 포인트가 없다. 따라서, 이러한 구동 부위 영역에는 공구 회전축을 지향한 표면 포인트가 없으며, 구동 부위 영역은 공구 회전축에 대해 비틀려 있다. 그럼으로써, 기계 공구의 구동력은 구동 부위 영역에 표면상의 어떠한 포인트에서도 접선으로 도입되지 않으며, 그래서 토크 전달은 더 향상된다.
위에서 이미 설명된 바와 같이, 구동 부위 영역들은 바람직하게는 실질적으로 평평하게 설계된다. 이는 구동 부위 영역들은 실질적으로 동일한 접평면을 가진 평면 영역을 가진다는 것을 의미하며, 이는 가장자리들, 만곡된 표면들 또는 다수의 만곡된 표면들, 기타 등등에 의해 한정된다. 각각, 가장자리들 또는 만곡된 영역들에 의해, 그들은 공구 장치의 다른 영역들과 연결될 수 있다.
평평한 구동 부위 영역의 장점은, 한편으로는 - 만약 이에 맞춰 설계된 경우에는 - 공구 장치가 기계 공구의 구동 장치에 간격 없이 고정될 수 있다는 것이고, 적절한 공차와 탄성과 같은 소재의 특성이 제공될 때, 기계 공구의 구동 장치와 공구 장치 사이의 영역 접촉(area contact)이 가능하게 되며, 그에 의해 힘의 전달 영역이 증가한다는 것이다.
또 바람직한 실시예에 따르면, 구동 부위 영역들은 적어도 부분적으로 만곡된다. 곡률은 일정한 곡률 반경 또는 가변적인 곡률 반경을 가지고 단일 방향과 두 방향으로 볼록하거나 오목하도록 설계될 수 있다.
만곡된 영역은, 그들의 형상과 소재의 탄성에 의해, 만곡된 영역이 탄성에 의해 영향을 받아서 곡률이 변하게 되도록, 특히 탄성에 의해 곡면이 어떤 하중에서 실질적으로 사라질 수 있도록 설계된다. 이는 실질적으로 평면의 구동 부위 영역이 제공된다는 것을 의미한다.
바람직한 실시예에서, 공구 장치는 부착 장치(attachment device)의 영역 내에 적어도 하나의 제1 상부 경계면(first upper boundary plane)과 적어도 하나의 제2 하부 경계면(second lower boundary plane)을 포함한다. 이 경우에, 이 경계면들은 공구 회전축에 대해 실질적으로 직각으로 배치된다. 또 바람직하게는, 두 개의 경계면들은 서로 이격된다. 바람직하게는, 각각의 구동 부위 영역들은 제1 상부 경계면들 중 하나와 제2 하부 경계면들 중 하나 사이에, 바람직하게는 구동 부위 영역이 각각의 경계면에 접촉하되 각각의 경계면을 끊지는 않는 방식으로 배열된다. 특히, 이 경계면들 사이에 적어도 하나의 구동 부위 영역이 배치됨에 의해, 매우 큰 구동 부위 영역이 형성될 수 있으며, 이 구동 부위 영역의 응력이 상응하게 낮아진다. 바람직하게는, 구동 부위 영역들의 제1 그룹은, 그러나 적어도 하나의 구동 부위 영역은 상기 제 상부 경계면들 중 하나와 상기 제2 하부 경계면들 중 하나의 사이에 배열되고, 더 바람직하게는 구동 부위 영역들의 제2 그룹은 또 하나의 제1 상부 경계면과 또 하나의 제2 하부 경계면 사이에 배열된다. 특히, 몇몇의 구동 부위 영역들의 그룹화(grouping)에 의해 그리고 경계면들의 배정에 의해, 공구 장치의 간단한 제조가 가능하게 되고, 두 번째로, 공구 장치에 토크의 특히 균일한 도입이 성취될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 다수의 구동 부위 영역들이 하나의 제1 상부 경계면과 하나의 제2 하부 경계면 사이에서 연장된다. 더 바람직하게는, 이 구동 부위 영역들 모두가 하나의 제1 상부 경계면과 하나의 제2 하부 경계면 사이에서 연장된다. 특히, 이 구동 부위 영역들이 하나의 제1 상부 경계면과 하나의 제2 하부 경계면 사이에서 연장됨으로써, 작은 소요 공간(space requirement)을 가진 토크 전달 영역이 성취될 수 있으며, 더욱이, 필요한 소재의 사용도 적어지게 된다. 특히, 이러한 유형의 구동 부위 영역들의 설계에 의해, 토크가 특히 균일하게, 따라서 부드러운 방식으로 공구 장치로 전달되는 것도 장점이다.
바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 제1 경계면과 하나의 제2 경계면이 제공되며, 이들은 서로 거리(T)만큼 이격된다. 바람직하게는, 공구 장치는, 특히 부착 장치의 영역 내에 실질적으로 벽 두께(t)를 포함한다. 또 바람직하게는, 거리(T)는 벽 두께(t)와 관련하여 한정된 범위로부터 선택된다. 거리(T)와 벽 두께(t)를 관련하여 결정하는 것이 유리하다는 것이 입증되었다. 특히, 이에 의해, 공구 장치의 부착 영역에서 유리한 강성비(stiffness ratio)가 성취될 수 있으며, 따라서 기계 공구로부터 공구 장치로 유리한 토크 도입이 성취될 수 있다. 바람직하게는, 거리(T)는, 바람직하게는 벽 두께(t)의 1배보다 크고, 바람직하게는 t의 2배보다 크며, 더 바람직하게는 t의 3배보다 크고, 또한 바람직하게는 거리(T)는 t의 20배보다 작고, 바람직하게는 t의 10배보다 작으며, 더 바람직하게는 t의 5배보다 작은 범위로부터 선택된다. 특히, 만약 벽 두께(t)가 0.75mm와 3mm 사이의 범위 내에 있으면, 바람직하게는 만약 벽 두께(t)가 1 내지 1.5mm 사이의 범위 내에 있으면, 거리(T)는 특히 바람직하게는 실질적으로 t의 3.5배 +/- 0.75배이다. 특히, 거리(T)와 벽 두께(t) 사이의 이러한 관계에 의해, 공구 장치의 부착 장치의 범위 내에서 강성비가 성취될 수 있으며, 이에 의해 공구 장치로 특히 유리한 토크 전달이 성취될 수 있고, 따라서 공구 장치의 긴 수명이 성취될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 토크 전달 영역은 다수의 구동 부위 영역들을 포함한다. 바람직하게는, 상기 다수의 구동 부위 영역들은 공구 회전축의 둘레에 회전 대칭으로 배열된다.
본 출원의 사상 내에서 "공구 회전축의 둘레에 회전 대칭으로 배열된다"는 것은, 다수의 구동 부위 영역들이 공구 회전축의 둘레를 적어도 0도보다 크고 360도보다 작은 각도로, 또는 어떠한 각도로 회전함에 의해 그 자체에 합병된다는 - 기하학적으로 보이는 - 것을 의미한다. 특히, 이 각도들 중 하나는 360도/n 이며, 여기서 n은 1보다 큰 자연수이다.
특히, 구동 부위 영역들의 회전 대칭 배열(rotationally symmetrical arrangement)에 의해, 공구 장치에 인가되는 추가적인 응력을 감소시키는 것이 가능하고 구동 부위 영역들 각각에 균등하게 응력을 인가하는 것이 가능하며, 따라서 특히 수명의 증가를 성취할 수 있다. 또 바람직하게는, 구동 부위 영역들의 회전 대칭 배열에 의해, 공구 장치는 공구 회전축에 대해 다른 각도의 위치들로 장착될 수 있다. 바람직하게는, 공구 장치는 공구 회전축의 둘레에서 별개의 각도 단계들로 옮겨가면서 기계 공구에 장착될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 적어도 두 개의 구동 부위 영역들이 대칭면에 대해 대칭으로 배열된다. 바람직하게는, 두 개 이상의, 바람직하게는 네 개의 구동 부위 영역들이 대칭면에 대해 대칭으로 배열된다. 또 바람직하게는, 이 구동 부위 영역들은 실질적으로 인접하는 방식으로 배열된다. 본 발명의 사상 내에서 인접 배열은 특히 구동 부위 영역들이 전이 영역(transition region)에 의해 연결될 때, 이러한 배열로서 이해될 수 있다. 바람직하게는, 이러한 전이 영역은 곡면 영역 또는 적어도 부분적으로 평평하게 연장된 영역으로 형성될 수 있다. 보다 바람직하게는, 이러한 전이 영역은 이 구동 부위 영역들 중 적어도 하나에, 바람직하게는 두 개 모두에 접선으로 인접한다. 특히, 구동 부위 영역들의 대칭적인 그리고 인접한 배열에 의해, 구동 부위 영역들의 특히 높은 안정성이 성취될 수 있으며, 따라서 공구 장치로 양호한 힘의 전달이 성취될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 부착 장치는 측벽을 가진다. 바람직하게는, 상기 측벽은 공구 회전축으로부터 반경방향으로 이격되어 연장된다. 또 바람직하게는, 이 측벽은 제1 상부 경계면과 제2 하부 경계면 사이에서 연장된다. 바람직하게는, 이 측벽은 구동 부위 영역들을 포함한다. 특히, 측벽을 가진 부착 장치의 설계는 부착 장치의 영역 내에 실질적으로 속이 빈 원뿔형 홈(recess)을 초래하지만, 이 속이 빈 원뿔형 홈은 원형의 단면을 가지지 않으며, 측벽과 공구 회전축 사이에 공구 회전축에 대해 직각 방향으로 변하는 간격을 가진 단면을 가진다. 특히, 설명된 유형의 실시예의 부착 영역에 의해, 특히 안정된 부착 영역이 성취될 수 있으며, 따라서 공구 장치로의 양호한 토크 전달이 이루어질 수 있다.
바람직한 실시예에서, 측벽은 실질적으로 평균 벽 두께(t1)을 가진다. 바람직하게는, 평균 벽 두께는 실질적으로 벽 두께(t)와 상응하다. 여기서, 이 벽 두께(t1 과 t)는, 각각, 바람직하게는 한정된 범위 내에서 선택되며, 상기 측벽 두께는 바람직하게는 0.2mm 이상이고, 바람직하게는 0.5mm보다 크며, 더 바람직하게는 0.8mm보다 크다. 또 바람직하게는, 벽 두께는 4mm 이하이고, 바람직하게는 2mm보다 작고, 더 바람직하게는 1.5mm보다 작다. 더 바람직하게는, 벽 두께(t)는 실질적으로 1mm 또는 1.5mm이거나, 또는 바람직하게는 1mm와 1.5mm 사이의 치수이다. 특히, 위에서 언급된 범위 내에서 적절한 벽 두께를 선택함에 의해, 한편으로는 가볍고 그래서 관성 모멘텀이 낮은 공구를 얻을 수 있으며, 다른 한편으로는 충분히 안정된 공구를 얻을 수 있다.
바람직한 실시예에서, 측벽은 공구 회전축의 둘레에 실질적으로 반경방향으로 닫히도록 연장된다. 또 다른 실시예에서, 공구 회전축의 둘레에 연장된 측벽 내에 홈들 또는 중단부들(interruptions)이 형성될 수 있다. 특히, 닫힌 환형의 측벽에 의해, 특히 안정된 부착 영역이 성취될 수 있으며; 단속적인 측벽 또는 홈들을 가진 측벽에 의해, 부착 장치는 특히 가볍고 관성 모멘텀이 낮은 부착 장치가 이루어질 수 있다.
바람직한 실시예에서, 부착 장치는 커버 표면 부분(cover surface section)을 가질 수 있다. 바람직하게는, 이 커버 표면 부분은 이 구동 부위 영역들 중 적어도 하나에 직접 또는 간접적으로 부착된다. 이 경우에, 커버 표면 부분과 구동 부위 영역들 중 하나의 간접적 연결은, 특히 커버 영역 부분과 구동 부위 영역이 연결 영역에 의해 서로 연결되는 것으로 이해되어야 한다. 이 경우에, 이러한 연결 영역은 바람직하게는 덮인 벽으로서 또는 적어도 부분적으로, 직선으로 연장된 벽으로서 이해되어야 한다. 바람직하게는, 커버 표면 부분과 구동 부위 영역들 중 적어도 하나의 직접 연결은, 커버 표면 부분이 단지 제조에 관련된 중간 부분(production related intermediate section)에 의해 구동 부위 영역으로부터 분리되거나, 또는 직접 붙어 있는 것으로 이해되어야 한다. 이러한 제조에 관련된 중간 부분은 특히 굽힘 반경(bending radius), 경사면 형성(slope form) 또는 그 밖의 유사한 것으로 이해되어야 한다. 바람직하게는, 이 커버 표면 부분의 연장은 공구 회전축에 대해 직각인 적어도 하나의 영역 요소를 가진다. 또 바람직하게는, 커버 표면 부분은 적어도 부분적으로 공구 회전축에 대해 실질적으로 직각으로 연장된다. 바람직하게는, 이러한 커버 표면 부분의 구성에 의해, 구동 부위 영역의 추가적인 안정성이 성취될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 커버 표면 부분은 실질적으로 제1 상부 경계면들 중 하나의 영역 내에 배치된다. 바람직하게는, 부착 장치는 커버 표면 부분이 배치된 영역 내에 특히 작은 반경방향 연장을 가진다. 또 바람직하게는, 커버 표면 부분은 실질적으로 제1 상부 경계면의 영역 내에 있으며, 또 바람직하게는 제1 상부 경계면들 중 하나와 하부 경계면들 사이에 배치된다. 특히, 커버 표면 부분이 제1 상부 경계면의 영역 내에 배치되면 쉽게 만들 수 있으며, 특히 부착 장치의 추가적인 안정성을 이끌 수 있다.
바람직한 실시예에서, 커버 표면 부분은 반경방향 바깥쪽으로부터 공구 회전축을 향해 반경방향으로 연장된다. 또 바람직하게는, 커버 표면 부분은 적어도 하나의 홈을 가진다. 또 바람직하게는, 커버 표면 부분은 몇몇의, 바람직하게는 다수의 홈들을 가진다. 특히, 이 홈들에 의해, 공구 장치의 회전 관성이 감소할 수 있으며, 따라서 그 응력도 감소될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 이 홈들 중 적어도 하나는 실질적으로 공구 회전축의 영역 내에 배치된다. 또 바람직하게는, 다수의 홈들이 실질적으로 공구 회전축의 범위 내에 배열된다. 실질적으로 공구 회전축의 범위 내는 특히 이 홈들이 공구 회전축을 포함하는 것으로 또는 이 홈들 중 적어도 하나가 공구 회전축과 바로 옆에 인접한 것으로 이해되어야 하며, 또는 이 홈들 중 적어도 하나가 공구 회전축으로부터 작은 거리로 떨어져 있는 것으로 이해되어야 한다. 특히, 공구 회전축의 영역 내의 하나 또는 다수의 홈들에 의해, 공구 장치를 기계 공구에 간단하게 부착할 수 있으며, 따라서 기계 공구로부터 공구 장치로 양호한 힘의 전달이 이루어질 수 있다.
바람직한 실시예에서, 이 홈들 중 하나 또는 몇몇은 공구 회전축의 둘레에 회전 대칭으로 배열된다. 또 바람직하게는, 이 홈들 전부가 공구 회전축의 둘레에 회전 대칭으로 배열된다. 특히, 홈들이 이러한 유형으로 정렬됨으로써, 상기 공구 장치의 불균형한 운동을 피하거나 감소시킬 수 있으며, 그래서 향상된 공구 장치가 성취될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 접평면들의 접선벡터들 중 하나는 반경방향으로 출력 샤프트쪽을 지향한다. 바람직하게는, 접평면들 중 몇몇의, 바람직하게는 모든 접평면들의 접선벡터들은 반경방향으로 공구 회전축으로부터 멀어지는 방향으로 지향한다. 특히, 접평면들의 이러한 방향에 의해, 종래의 샤프트 허브 연결과 비교하여 부착 장치는 샤프트를 제공한다. 이러한 부착 영역의 구성은 특히 단순한 제조 가능성을 제공하며, 기계 공구의 구동력이 공구 장치에 특히 균일하게 전달될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 접평면들의 접선벡터들 중 하나는 반경방향으로 공구 회전축을 지향한다. 바람직하게는, 접평면들 중 몇몇의, 바람직하게는 모든 접평면들의 접선벡터들은 반경방향으로 공구 회전축을 지향한다. 특히, 접평면들의 이러한 방향에 의해, 종래의 샤프트 허브 연결(shaft hub connection)과 비교하여 부착 장치는 허브 부분을 제공하게 된다. 이러한 부착 영역의 구성에 있어서, 구동력은 내측 표면(허브 부분)으로 전달되며, 이러한 표면들은 먼지와 손상에 대해 특히 잘 보호된다.
바람직한 실시예에서, 공구 장치는 적어도 하나의 작동 영역, 적어도 하나의 부착 영역 및 적어도 하나의 연결 영역을 포함한다. 바람직하게는, 작동 영역은 가공 대상 장치 또는 가공 대상물에 작용하도록 구성된다. 가공 대상물 또는 가공 대상 장치는 특히 반제품(semi-finished product), 기계요소, 부품, 몇몇의 요소들의 배열, 기계, 바람직하게는 자동차 부품, 건축 재료, 건물 또는 그 밖의 유사한 것으로 이해되어야 한다. 작동 영역은 바람직하게는 절삭 장치, 연삭 장치, 절단 장치, 다듬질 장치(scraping), 레버 장치(lever device) 또는 그 밖의 유사한 것으로 이해되어야 한다. 또 바람직하게는, 연결 영역은 상기 공구 장치의 한 부분으로 이해되어야 하며, 연결 영역을 통해 구동력이 부착 영역으로부터 작동 영역으로 전달된다. 부착 영역 내에서 구동력이 기계 공구로부터 공구 장치로 도입된다. 또 바람직하게는, 연결 영역은 평평한 부분, 만곡된 부분, 물결모양 부분, 또는 굽혀진 부분이다. 또 바람직하게는, 연결 영역은 적어도 작동 영역과 또는 적어도 부착 장치와 일체로 형성된다. 바람직하게는, 이 연결 영역은 작동 영역 또는 부착 장치의 재료와 동일한 또는 다른 재료로 만들어질 수 있으며, 연결 영역은 작동 영역 또는 부착 장치에 연결될 수 있다. 바람직하게는, 이 연결은 형상맞춤 연결(form fit connection), 압력맞춤 연결(force fit connection), 소재맞춤 연결(material fit connection) 또는 바람직하게는 이 연결 유형들의 몇몇의 조합일 수 있다. 특히 바람직하게는, 이 연결은 용접, 리벳, 코킹 또는 나사에 의해 이루어질 수 있다. 또 바람직하게는, 하나의 연결 영역이 부착 장치와 각각의 작동 영역 사이에 배치된다. 특히, 설명된 부착 장치, 작동 영역 및 연결 영역을 가진 공구 장치의 구성에 의해, 구동력은 연결 장치로부터 작동 영역으로 유리하게 전달될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 연결 영역들 중 적어도 하나는 부착 장치의 어떤 영역에 배치된다. 바람직하게는, 연결 영역들 중 적어도 하나는 실질적으로 제1 상부 경계면들보다 수용하는 기계 공구로부터 더 멀리 떨어진 제2 하부 경계면들 중 하나의 영역 내에 배치된다. 바람직하게는, 연결 영역들 중 적어도 하나는 제1 상부 경계면들 중 하나의 영역 내에 배치되며, 더 바람직하게는 이 경계면들 사이에 배치된다. 또 바람직하게는 연결 영역들 중 적어도 하나는 실질적으로 제2 하부 경계면과 일치한다. 또 바람직하게는, 모든 연결 영역들이 위에서 설명한 형태로 배치된다. 또 바람직하게는, 커버 표면 부분과, 바람직하게는 연결 영역들 중 하나, 더 바람직하게는 연결 영역들 모두는 연결 장치에 대해 전혀 반대 위치에 배치된다. 즉, 커버 표면 부분은 제1 상부 경계면의 영역 내에 배치되고/ 적어도 하나 또는 바람직하게는 모든 연결 영역들은 제2 하부 경계면의 영역 내에 배치되거나 또는 반대로 배치된다. 특히, 설명된 유형의 연결 영역들의 구성과 배치에 의해, 특히 안정된 공구 장치가 성취될 수 있으며, 따라서 공구 장치로 균일한 토크의 도입이 성취될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 접평면들 중 하나와 반경방향 평면 사이에 각도(α)가 형성되며, 상기 반경방향 평면은 출력 샤프트에 대해 직각이다. 바람직하게는, 각도(α)는 어떤 범위로부터 선택되며, 여기서 각도(α)는 바람직하게는 90도보다 작고, 특히 80도보다 작으며, 가장 바람직하게는 75도보다 작다. 또 바람직하게는, 각도(α)는 0도보다 크고, 특히 45도보다 크며, 가장 바람직하게는 60도보다 크다. 더 바람직하게는, 각도(α)는 62.5도와 72.5도 사이의 범위 내이다. 바람직하게는, 각도(α)는 토크 전달 영역 및/또는 공구 장치의 요소 특성(특히, 기하학적 구조, 벽 두께, 탄성률, 강도 및 이와 유사한 것)에 따라 위에서 언급된 범위 내에서 선택되며, 이는 발생하는 힘들(occurring forces) 때문에 바람직하다. 특히, 이전에 설명된 범위로부터 각도(α)를 선택함에 의해, 안정된 토크 전달 영역이 성취될 수 있으며, 한편으로는 공구 장치로 구동력의 균일한 도입이 성취될 수 있다. 보통 70도보다 작은 각도(α)를 선택하는 것이 끼임(jamming)의 위험이 낮아지기 때문에 바람직하다. 여기서, "끼임(jamming)"이라는 용어는 공구 장치가 특히 추가적인 힘이 없이 기계 공구로부터 계획대로 제거되지 않는 것으로 해석되어야 한다. "끼임(jamming)"과 유사한 효과는 기계공학에서 특히 자동잠김(self-locking)으로 알려져 있다. 장점으로서, 상기 범위(α≥ 70도)로부터 선택된 각도(α)는 특히 작은 소요 공간을 요구한다. 추가적인 장점으로서, 작은 각도(α)(α < 70도)에 의해 토크 전달 영역 내에서 공구 장치의 끼임의 경향이 감소할 수 있다. 각도(α)의 특히 바람직한 범위로서, 60도(+/- 5도)의 범위일 때, 비교적 작은 설치 공간이 성취될 수 있으며, 공구 장치의 돌발적인 끼임이 감소되거나 피할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 접평면들 중 하나와 축방향 평면 사이에 각도(β)가 형성되며, 출력 샤프트는 축방향 평면 내에 위치한다. 바람직하게는, 각도(β)는 어떤 범위로부터 선택되며, 여기서 각도(β)는 바람직하게는 90도보다 작고, 바람직하게는 70도보다 작으며, 가장 바람직하게는 65도보다 작다. 더욱이, 바람직하게는, 각도(β)는 0도보다 크고, 바람직하게는 15도보다 크며, 가장 바람직하게는 30도보다 크다. 더 바람직하게는, 각도(β)는 실질적으로 30도, 45도 또는 60도이다. 더 바람직하게는, 각도(β)는 전술한 세 개의 각도 값 중 하나로부터 조금만 벗어나며, 여기서 벗어나는 범위는 바람직하게는 +/- 7.5도, 특히 +/- 5도, 가장 바람직하게는 +/- 2.5도의 범위 내로 이해되어야 한다. 특히, 이전에 설명된 범위로부터 각도(β)를 선택함에 의해, 특히 안정된 토크 전달 영역이 성취될 수 있으며, 따라서 기계 공구로부터 공구 장치로 구동력의 균일한 도입이 성취될 수 있다. 특히 각도(β)를 감소시키면 전달될 수 있는 토크가 증가한다. 바람직하게는, 전달 가능한 토크를 증가시키기 원한다면, 각도(β)는 0도 < β < 30도의 범위로부터 선택된다. 특히, 각도(β)를 증가시키면 소요 공간(space requirement)은 감소한다. 바람직하게는, 작은 소요 공간이 요구되면, 각도(β)는 60도 < β < 90도의 범위로부터 선택된다. 특히 바람직한 실시예에서, 큰 토크의 전달과 작은 소요 공간이 요구될 경우, 각도(β)는 실질적으로 60도이다.
바람직한 실시예에서, 공구 장치는 짝수의 구동 부위 영역들을 가진다. 바람직하게는, 공구 장치는 4개 이상의 구동 부위 영역들을 가지며, 바람직하게는 8개 이상의 구동 부위 영역들을 가지고, 가장 바람직하게는 16개 이상의 구동 부위 영역들을 가진다. 또 바람직하게는, 공구 장치는 64개 이하의 구동 부위 영역들을 가지며, 바람직하게는 48개 이하의 구동 부위 영역들을 가지고, 가장 바람직하게는 32개 이하의 구동 부위 영역들을 가진다. 또한, 바람직하게는, 공구 장치는 홀수의 구동 부위 영역들을 가지며, 바람직하게는 짝수의 구동 부위 영역들을 가진다. 바람직하게는, 구동 부위 영역들의 수는 공구 장치의 크기의 함수이다. 또 바람직하게는, 공구 장치는 여기서 명시된 것보다 많은 수의 구동 부위 영역들을 가질 수 있다. 여기서, 큰 공구 장치는 특히 실질적으로 50mm 이상을 초과하는 직경을 가진 공구 장치로서 이해되어야 한다. 또 바람직하게는, 공구 장치는 실질적으로 30mm의 직경을 가진다. 특히, 짝수의 구동 부위 영역들에 의해, 기계 공구의 구동력이 공구 장치에 쌍으로 전달될 수 있다. 특히 공구 장치에 구동력이 쌍으로 도입됨에 의해 특히 내구성이 있고 개선된 공구 장치가 성취될 수 있다는 것이 알려져 있다.
바람직한 실시예에서, 구동 부위 영역들은 실질적으로 별 모양으로 배열된다. 바람직하게는, 구동 부위 영역들은 실질적으로 공구 회전축의 둘레에 별 모양으로 배열된다. 또 바람직하게는, 구동 부위 영역들에 의해, 3차원의 몸체가 설명되며, 이는 공구 회전축에 대해 직각인 평면에 의해 잘렸을 때 실질적으로 별 모양의 다각형의 기초 영역을 가진다.
본 발명의 사상 내에서, 다각형이라는 용어는 둔각의 코너들 또는 예각의 코너들을 가진 수학적으로 정확한 형상으로 이해될 수도 있으며, 코너들이 둥근 형상으로 이해될 수도 있다.
더 바람직하게는, 별 모양으로 배치된 구동 부위 영역들은 종래의 샤프트 허브 연결의 이가 있는 샤프트(toothed shaft)와 유사하게 보이며, 구동 부위 영역들의 두 개의 경사로 인해 샤프트는 원뿔 모양의 기초 형상을 가진다. 특히, 구동 부위 영역들의 별 모양 배열에 의해, 다수의 구동 부위 영역들을 작은 공간 내에 배열하는 것이 가능하고 기계 공구로부터 큰 구동력을 공구 장치로 전달하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 일련(series)의 공구 장치들은 적어도 두 개의 상기 공구 장치들을 포함한다. 이 경우에, 이러한 공구 장치는 특히 기준 평면(reference plane)을 가진다. 기준 평면은 공구 회전축에 대해 직각이다. 기준 평면은 적어도 하나의 구동 부위 영역들의 기준 직경 또는 또 다른 기준 치수(reference dimension)를 가진다. 이 경우에, 일련의 다른 공구 장치들을 위한 기준 평면에서 커버 표면 부분의 제1 표면까지의 제1 거리(Δ)는 제1 하한(first lower limit)과 제2 상한(second upper limit) 사이에 놓인다.
본 발명의 사상 내에서, 기준 평면은 공구 회전축의 축방향으로 그 위치가 결정되는 평면으로서 이해되어야 하며, 일련의 제1 공구와 적어도 하나의 다른 공구를 위해 동일한 기준 직경을 포함한다. 이 경우에, 구동 부위 영역들의 두 개의 경사 때문에 기준 평면의 축방향 위치는 일련의 적어도 제1 및 제2 공구에서 다를 수 있다. 기준 평면에 의해, 공구 장치를 위한 기준 평면의 축방향 위치는 특정하게 정의된다. 이는 특히 축방향으로 공통 계열(common series)의 몇몇의 공구 장치들을 위한 고정된 기준 포인트로 이어진다. 비유적으로 말하면, 이 시도(approach)는, 특히 가상의 링(기준 직경, 기준 치수)이 구동 부위 영역에 축방향으로 나사 체결되며, 이것이 다른 공구 장치들을 위해 다를 수 있는 특정한 축방향 위치를 한정하는 것으로 이해될 수 있다. 특히, 하한과 상한을 명시함에 의해, 공구 장치의 제조에 있어 불가피한 공차를 감안할 수 있다. 바람직하게는, 이 한계들은 10분의 몇mm 또는 100분의 몇mm의 범위로부터 선택되었다.
적어도 두 개의 일련의 공구 장치들의 바람직한 실시예에서, 일련의 적어도 두 개의 다른 공구 장치들을 위한 거리(Δ)는 실질적으로 일정하다. 바람직하게는, 일정하다는 것은 제1 공구 장치와 적어도 하나의 제2 공구 장치 또는 몇몇의 제2 공구 장치들의 거리(Δ)는 적어도 이 한계 내에 있다는 것으로 이해되어야 한다. 특히, 일련의 공구들 내에서 거리(Δ)는 좁은 공차 범위 내에서 움직인다는 사실로 인해, 일련의 공구 장치들은 축방향으로 실질적으로 동일한 위치에 위치하며, 따라서 토크의 안전한 도입이 보장될 수 있다.
적어도 두 개의 일련의 공구 장치들의 바람직한 실시예에서, 일련의 적어도 두 개의 공구 장치들은 다른 평균 벽 두께들(t 또는 t1)을 가진다. 특히, 다른 벽 두께들을 가진 공구 장치에 의해, 공구 장치를 부하에 맞게 제작하는 것이 가능하며, 그 이유는 다른 용도, 예를 들어, 톱질 또는 연삭을 위한 공구들에는 다른 힘들이 인가되며, 특히 다른 벽 두께들에 의해 이러한 다른 힘들이 참작될 수 있기 때문이다.
바람직한 실시예에서, 일련의 적어도 두 개의 공구 장치들을 포함하며, 이는 공구 회전축과 구동 부위 영역들에 대해 실질적으로 동일한 위치에 배열된 인코딩 영역(encoding region)을 가진다. 또 바람직하게는, 각각의 공구 장치는 이러한 인코딩 영역을 포함하며, 바람직하게는, 각각의 공구 장치는 특히 바람직한 구동력과 같은 적어도 하나의 적용 변수(application parameter)에 의해 특징지어진다. 또 바람직하게는, 이러한 적용 변수는 공구의 유형, 기계 공구의 제조업체의 유형 또는 다른 변수들을 참작할 수 있으며, 또는 바람직하게는 공구 장치의 구동을 위해 필요한 동력을 참작할 수 있다. 바람직하게는, 인코딩 장치(encoding device)는 적어도 하나의 적용 변수들을 위한 특징이다. 특히, 설명된 인코딩 영역의 구성에 의해, 다양한 적용 영역을 위해 일련의 다른 공구들을 준비하는 것이 가능하며; 따라서 처음부터 공구 장치들의 과부하에 대응하는 것이 가능하다.
적어도 두 개의 일련의 공구 장치들의 바람직한 실시예에서, 적어도 제1 공구 장치는 적어도 제1 인코딩 장치를 포함한다. 바람직하게는, 제1 인코딩 장치는 바람직하게는 기계 공구에 형성된 제1 인코딩 요소와 협동하기 위한 것이다. 또 바람직하게는, 일련의 적어도 하나의 제2 공구 장치는 제2 인코딩 장치를 포함한다. 또 바람직하게는, 제2 인코딩 장치는 바람직하게는 제2 인코딩 요소와 협동하기 위해 마련된다. 바람직하게는, 제1 인코딩 요소는 제1 기계 공구상에 배치되고, 더 바람직하게는 제2 인코딩 요소는 제2 기계 공구상에 배치된다. 바람직하게는, 인코딩 장치들과 인코딩 요소들은 제1 인코딩 요소가 제1 인코딩 장치 및 제2 인코딩 장치와 협동할 수 있도록 설계된다. 바람직하게는, 제2 인코딩 요소는 제1 인코딩 장치와는 협동하지 않지만, 제2 인코딩 장치와는 협동할 수 있도록 설계된다. 특히, 이러한 인코딩 장치들의 구성에 의해, 어떤 공구들을 특정한 기계 공구들로 제한하는 것이 가능하다. 이 경우에, 한편으로는, 특히 작은 구동력을 위해 제공되는 부착 영역을 가지며 부착 영역을 손상시킬 수 있는 구동력을 제공하는 기계 공구에 장착되지 않는 공구 장치를 성취하는 것이 가능하다. 다른 한편으로는, 높은 구동력 또는 높은 토크를 요구하는 공구 장치가 이 목적을 위해 설정되지 않은 기계 공구에 장착될 수 없도록 할 수 있다. 따라서, 기계 공구에 대한 손상이 방지될 수 있다.
적어도 두 개의 일련의 공구 장치들의 바람직한 실시예에서, 적어도 하나의, 바람직하게는 모든 인코딩 장치들의 기초 영역(basic area)의 형상은 형상들의 그룹으로부터 선택된다. 바람직하게는, 이 그룹은 아래의 요소들 중 적어도 하나를 가진다.
- 다수의 코너들, 바람직하게는 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 그 이상의 코너들을 가진 다각형,
- 원형,
- 타원형,
- 가변적인 반경 또는 일정한 반경을 가진 호(arc) 또는
- 언급한 형상들 중 몇몇의 조합.
특히, 이 인코딩 장치의 디자인에 의해, 공구 장치에 대한 각각의 요구에 적합하게 맞출 수 있으며, 따라서 개선된 일련의 공구 장치들이 성취될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 적어도 두 개의 일련의 공구 장치들은 각각 인코딩 장치들을 가진 적어도 두 개의 공구 장치들을 포함하며, 여기서 인코딩 장치들은 동일한 기하학적 형상을 가지지만 다른 크기를 가진다. 바람직하게는, 모든 공구 장치들은 동일한 기하학적 형상을 가지지만 적어도 부분적으로 다른 크기들을 가진 인코딩 장치를 포함한다.
바람직한 실시예에서, 적어도 두 개의 일련의 공구 장치들은 적어도 하나의 공구 장치를 포함하며, 이 공구 장치에서 인코딩 장치는 인코딩 기준 평면과 비교하여 융기된 부분으로 설계된다. 바람직하게는, 인코딩 기준 평면(encoding reference plane)은 공구 회전축에 대해 직각인 평면으로 이해되어야 한다. 또 바람직하게는, 인코딩 기준 평면은 실질적으로 커버 표면 부분의 영역 내에 배치되거나, 또는 커버 표면 부분과 일치한다. 또 바람직하게는, 일련의 공구 장치들은 융기된 제2 인코딩 영역을 가진 제2 공구 장치를 포함한다. 바람직하게는, 적어도 하나의 인코딩 장치의 제1 연장(extension)은 제2 인코딩 장치 각자의 연장보다 크다. 바람직하게는, 제1 공구 장치는 높은 구동력을 가진 기계 공구들을 위해 제공되며, 또 바람직하게는 제2 공구 장치는 작은 구동력을 가진 기계 공구들을 위해 제공된다. 이 경우에, 제1 기계 공구의 높은 구동력은 이 구동력이 제2 기계 공구의 구동력보다 큰 것으로 이해되어야 한다. 바람직하게는, 제1 공구 장치에 관한 유사한 제1 연장은 제2 공구 장치에 관한 인코딩 장치의 동일한 연장보다 크다. 이에 의해, 고성능 공구들은 특히 제조업과 공예품 기업들(전문적인 기계들)에서 전문가용 기계들을 위해 마련될 수 있으며; 낮은 성능을 요구하는 공구 장치들은, 민간 부분에서 사용하도록 의도된 전문가용 기계들과 소비자용(DIY use) 기계들을 위해 마련될 수 있다. 이는 특히 공구 장치들을 각각의 구동력에 적응시키는 것을 가능하게 하며, 따라서 개선된 공구 장치들을 성취할 수 있다.
적어도 두 개의 일련의 공구 장치들의 바람직한 실시예에서, 인코딩 장치들 중 적어도 하나는 홈(recess)으로 구성된다. 바람직하게는, 일련의 공구 장치들의 모든 인코딩 장치들은 홈들로 구성된다. 또 바람직하게는, 인코딩 장치들은 인코딩 기준 평면의 영역 내에 형성된다. 바람직하게는, 인코딩 장치의 적어도 하나의 연장은 다른 인코딩 장치 각자의 연장보다 크다. 특히, 높은 구동력을 가진 전문가용 기계에 사용하기 위한 공구 장치는 작은 인코딩 장치를 가진다. 특히 소비자용 기계(DIY-machine)를 위해 제공된 동일한 계열(same series)의 제2 공구 장치는, 제1 인코딩 장치와 반대로 큰 인코딩 장치를 가진다. 특히, 전문가용 기계는 소비자용 기계에 비해 높은 구동력을 가진다. 소비자용 기계를 위해 마련된 공구 장치는 소비자용 기계뿐만 아니라 전문가용 기계에도 맞지만, 전문가용 공구는 소비자용 기계에 장착될 수 없다. 이는 소비자용 기계가 높은 정격용량(power rating)을 위해 설계된 공구 장치에 의해 손상되는 것을 방지한다. 특히, 전문가용 기계를 위한 인코딩 장치(홈)가 소비자용 기계를 위한 인코딩 장치보다 작다는 사실에 의해, 특히 큰 구동력을 위한 안정된 공구 장치가 성취될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 적어도 두 개의 일련의 공구 장치들은 커버 표면 부분의 영역 내에 형성된 인코딩 영역들을 포함한다. 특히, 만약 커버 표면 부분이 상부 경계면의 영역 내에 배치되면, 인코딩 영역들은 특히 쉽게 접근할 수 있으며, 따라서 향상된 공구 장치가 성취될 수 있다.
본 발명에 따른 공구 장치를 제조하는 방법은 적어도 하나의 구동 부위 영역의 제조를 위해 기본 성형 가공 단계(primary shaping process step), 또는 재성형 가공 단계(reshiping process step), 또는 생성 가공 단계(generative process step)를 포함한다. 바람직하게는, 적어도 하나의 구동 부위 영역의 제조를 위한 공정은 전술한 가공 단계들의 몇몇의 조합을 포함한다. 적어도 하나의 구동 부위 영역의 제조를 위한 가공 단계들은 적어도 아래의 제조 방법들을 포함하는 가공 단계들의 그룹으로부터 선택된다:
단조, 프레스, 압연, 압출, 폴딩(folding), 딥 드로잉(deep drawing), 비딩(beeding), 플랜징(flanging), 변형 보정(straightening), 굽힘(bending), 연신(stretching), 압착(compressing), 소결(sintering), 주조(casting), 및 다층 박막 코팅(layer by layer coating) 또는 그 밖의 유사한 것.
바람직하게는, 공구 장치의 공구 윤곽(tool contour)의 제조 방법은 분리 가공 단계(separating process step)를 가진다. 바람직하게는, 이는 열적 분리 가공 단계, 바람직하게는 기계적 분리 가공 단계 또는 이 가공 단계들의 몇몇의 조합이다. 또 바람직하게는, 공구의 제조를 위한 가공 단계들은 적어도 아래의 가공 단계들을 포함하는 그룹으로부터 선택된다:
톱질, 연삭, 밀링(milling), 펀칭(punching), 전단 가공(shearing), 입자 빔 절단(particle beam cutting), 전자 빔 절단, 레이저 절단, 플라즈마 절단, 화염 절단, 및 스파크 침식 절단(spark erosion cutting).
바람직하게는, 공구 장치는, 적어도 외형은 생성 제조 방법에 의해 완전하게 또는 대부분 생성된다.
특히, 전술한 제조 방법에 의해, 특히 정밀한 구동 부위 영역의 제조가 가능하게 되며, 따라서 공구 장치 내에 구동력의 균일한 도입이 보장된다.
아래의 도면들은 부분적으로 개략적인 형태로 본 발명의 다양한 특징들과 실시예들을 보여주며, 도면들을 넘어서는 개개의 특징들과 실시예들의 조합도 가능하다.
바람직한 실시예에서, 공구 장치는 기계 공구의 출력 스핀들에 장착되며, 이때 출력 스핀들의 단면(end face)과 공구 장치의 대향면(opposite surface) 사이에 작은 간격(δ)이 형성된다. 바람직하게는, 이 간격은 공구 회전축에 대해 대칭으로 놓인 적어도 두 지점에서, 바람직하게는 몇몇의 지점들에서 실질적으로 동일하다. 바람직하게는, 이 문맥에서 작은 간격은, 바람직하게는 5mm보다 작고, 바람직하게는 2.5mm보다 작으며, 더 바람직하게는 1.5mm보다 작고, 가장 바람직하게는 0.8mm보다 작으며, 또 바람직하게는 0.0mm보다 크고, 바람직하게는 0.25mm보다 크며, 더 바람직하게는 0.5mm보다 큰 범위 내의 간격(δ)으로서 이해되어야 한다. 작은 간격(δ)에 의해, 공구 장치는, 특히 과부하의 경우에, 출력 스핀들에 지지되며, 공구 장치의 기울어짐을 피하거나 기울어짐이 감소된다. 또 바람직하게는, 공구 장치가 기계 공구 내로 삽입될 때 특히 심한 경사 없이 수용될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 공구 장치는 단차형(stepped) 구동 부위 영역들을 포함하며, 여기서 단차형 구동 부위 영역들은 필요한 부분만 약간 수정하여 구동 부위 영역들 또는 공구 구동 부위 영역들로서 이해되어야 하며, 이들에 관한 설명들은 단차형 구동 부위 영역들에도 적용될 수 있다. 바람직하게는, "단차형(stepped)"이라는 용어는 본 발명의 문맥에서 구동 부위 영역들이 공구 장치의 측벽에 대해 오프셋(offset) 되어 있는 것으로 이해되어야 한다. 홈이 없는 구동 부위 영역들과 대비하여, 구동 부위 영역들은 바람직하게는 공구 장치의 측벽에 또는 측벽 내에 배치되지 않고, 바람직하게는 측벽에 대해 오프셋 되며, 바람직하게는 반경방향으로 오프셋되고, 특히 측벽으로부터 반경방향으로 떨어져 있다.
본 발명에 따른 연결 장치(connection device)는 공구 장치를 기계 공구와, 특히 손으로 안내되는 기계 공구와 연결하도록 구성된다. 바람직하게는, 기계 공구의 구동 장치는 특히 회전 진동 방식(rotationally oscillating manner)으로 구동축을 구동시킨다. 연결 장치는 제1 연결 영역과 제2 연결 영역을 포함한다. 제1 연결 영역은 연결 장치를 기계 공구에 연결시키도록 구성되며, 여기서 연결 장치는 구동축과 연결 회전축(connection rotation axis)이 실질적으로 일치하는 그러한 방식으로 기계 공구에 연결될 수 있다. 제2 연결 영역은 연결 장치를 공구 장치와 연결하도록 구성된다. 여기서, 연결 영역들 중 적어도 하나는 부착 장치를 가지며, 여기서 부착 장치는 적어도 두 개의 구동 부위 영역을 포함한다.
더욱이, 적어도 두 개의 구동 부위 영역들이 제공되며, 이들은 공구 회전축으로부터 이격되고, 각각은 다수의 표면 포인트들을 가진다. "구동 부위 영역(driving area)"이라는 용어는 기계 공구로부터 토크를 받아들이기 위해 적어도 부분적으로 직접 또는 간접적으로 기계 공구의 출력 장치에 접촉되는 영역을 의미한다. "표면 포인트(surface point)"라는 용어는 주어진 정의를 가진 의미에서 구동 부위 영역들의 표면상의 포인트들을 의미한다.
표면 포인트들의 접평면들을 위해 특별한 기하학적 조건이 적용된다. 접평면들은, 기하학의 일반적 연습에서 보여진 바와 같이, 표면 포인트의 접선벡터에 대해 직각으로 형성되고 표면 포인트에서 표면과 접촉되는 층들이다. "접선벡터(normal vector)"라는 용어는 표면 포인트에서 그 표면에 대해 정확히 직각 방향을 지향하는 벡터를 의미한다.
표면 포인트들의 접평면들은 두 방향으로 경사져 있다. 한편으로는, 접평면들은 공구 회전축을 포함하는 축방향 평면에 대해 경사져 있다. 또한, 접평면들은 공구 회전축에 대해 직각으로 연장된 반경방향 평면에 대해 경사져 있다.
연결 장치의 부착 장치와 연결 장치의 구동 부위 영역들 또는 구동 부위 영역은 바람직하게는 필요한 부분만 약간 수정하면 공구 장치의 구동 부위 영역과 상응하다.
바람직한 실시예에서, 연결 장치는 연결 회전축(connection axis of rotation)에 대해 회전 대칭으로 배치된 제1 연결 영역을 포함한다. 바람직하게는, 연결 회전축은 공구 장치의 의미에서 공구 회전축으로서 이해되어야 한다. 바람직하게는, 연결 장치는 그 부착 장치와 함께 기계 공구에 장착되는데, 이때 연결 장치가 연결 회전축의 둘레를 바람직하게는 진동 방식 또는 회전 방식으로 구동될 수 있는 방식으로 장착된다. 또 바람직하게는, 연결 회전축과 제1 홀딩축(first holding shaft)은 일치하며, 그리고 그들은 서로 평행하게 배치되거나 또는 서로 비스듬하게 배치될 수 있다. 이러한 연결 영역의 배치에 의해, 불균형이 특히 작은 연결 장치가 성취될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 제2 연결 영역은 연결 회전축에 대해 회전 비대칭으로 배치된다. 이러한 배치에 의해, 연결 영역은 특히 작은 응력의 영역 내에 배치될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 제2 연결 영역은 연결 회전축에 대해 회전 대칭으로 배치된다. 이러한 배치에 의해, 공구 장치는 공구 회전축과 연결 회전축이 실질적으로 서로 일치하고 불균형이 너무 작게 발생하는 방식으로 연결 장치에 장착될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 연결 장치는 제1 홀딩 장치(holding device)를 포함한다. 바람직하게는, 상기 제1 홀딩 장치는 적어도 제1 연결 영역 및 기계 공구와 결합하도록 구성된다. 바람직하게는, 홀딩 장치는 나사 장치(screw device), 더 바람직하게는 후크 장치(hook device), 스냅 핏 장치(snap fit device), 또는 더 바람직하게는 래치 장치(latching device)를 포함한다.
특히 나사 장치를 가진 홀딩 장치에 의해, 연결 장치는 기계 공구에 특히 간단하게 장착될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 연결 장치는 적어도 하나의 제2 홀딩 장치를 포함한다. 바람직하게는, 제2 홀딩 장치는 제2 연결 영역 및 공구 장치와 결합하도록 구성된다. 바람직하게는, 공구 장치는 소재맞춤(material fit) 방식, 바람직하게는 형상맞춤(form fit) 방식 및 특히 바람직하게는 압력맞춤(force fit) 방식 또는 이 방식들의 조합에 의해 연결 장치에 장착된다. 바람직하게는, 제2 홀딩 장치는 나사 장치, 더 바람직하게는 후크 장치 또는 스냅 후크 장치, 특히 바람직하게는 래치 장치를 포함한다.
바람직한 실시예에서, 제1 홀딩 장치는 제1 홀딩축(first holding shaft)을 포함한다. 이 경우에, 제1 홀딩축은 본 발명의 사상 내에서 홀딩 장치에 의해 인가되는 홀딩력(holding force)의 작용 방향을 따른 축(axis)으로서 이해되어야 한다. 바람직하게는, 나사 장치의 대칭 선은 홀딩축으로서 이해되어야 한다. 또한, 제2 홀딩 장치는 제2 홀딩축을 포함하며, 여기서 제2 홀딩축은 필요한 부분만 약간 수정하면 제1 홀딩축과 상응하다. 바람직하게는, 제1 홀딩축과 제2 홀딩축은 실질적으로 평행하며, 특히 서로 합동이다. 바람직하게는, 연결 회전축은 제1 홀딩축과 일치한다. 본 발명의 사상 내에서, 합동은 동축(coaxial)으로 해석되어야 한다. 이러한 홀딩 장치의 배치에 의해, 연결 장치는 기계 공구에 그리고 공구 장치는 연결 장치에 특히 한 번의 작업으로 특히 쉽게 장착될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 제1 홀딩 장치는 제1 홀딩축을 포함하고, 제2 홀딩 장치는 제2 홀딩축을 포함한다. 바람직하게는, 제1 홀딩축과 제2 홀딩축은 비스듬하게, 특히 서로에 대해 비스듬하게 배열된다. 본 발명의 사상 내에서, 비스듬하다는 것은 두 개의 홀딩축들이 서로 평행하지 않다는 것으로 한편으로는 그들은 공간 내에서 교차하지 않는다는 것으로 이해될 수 있다. 이러한 배열에 의해, 특히 연결 장치의 응력 내성 디자인이 성취될 수 있다.
여기에, 아래의 도면들이 도시된다.
도 1은 두 개의 구동 부위 영역들을 가진 공구 장치의 측면도(도 1a)와 평면도(도 1b)를 보여주며;
도 2는 각각 상부 경계면과 하부 경계면 사이에서 연장된 몇몇의 구동 부위 영역들의 측면도를 보여주며;
도 3은 공통의 하부 경계면과 공통의 상부 경계면 사이에서 연장된 몇몇의 구동 부위 영역들의 측면도를 보여주며;
도 4는 공구 장치의 부분 단면도를 보여주며;
도 5는 인접하게 배열된 두 개의 구동 부위 영역들의 평면도(도 5a)와 측면도(도 5b)를 보여주며:
도 6은 인접하게 배열되고 공구 회전축의 둘레에 환형으로 닫히도록 배열된 다수의 구동 부위 영역들의 평면도(도 6a)와 측면도(도 6b)를 보여주며;
도 7은 커버 영역 부분을 가진 공구 장치의 부분 단면도를 보여주며;
도 8은 작동 영역, 연결 영역 및 부착 영역을 가진 공구 장치의 평면도(도 8a)와 측면도(도 8b)를 보여주며;
도 9는 경사 각도(α)를 가진 구동 부위 영역의 표면 포인트에 대한 접평면을 가진 공구 장치의 단면도를 보여주며;
도 10은 경사 각도(β)를 가진 구동 부위 영역의 표면 포인트에 대한 접평면을 가진 공구 장치의 부분 평면도를 보여주며;
도 11은 기준 평면과 인코딩 장치를 가진 공구 장치의 단면도(도 11a)와 평면도(도 11b)를 보여주며;
도 12는 도 11에 도시된 바와 같지만 다른 인코딩 장치를 가진 동일한 계열의 공구 장치의 단면도(도 12a)와 평면도(도 12b)를 보여주며;
도 13은 공구 장치의 다른 유형의 인코딩 장치들의 두 개의 단면도를 보여주며;
도 14는 다르게 만곡된 구동 부위 영역들의 사시도들을 보여주며;
도 15는 기계 공구와 공구 장치의 측면도를 보여주며;
도 16은 공구 장치의 영역의 평면도를 보여주며;
도 17은 공구 장치의 영역의 단면도를 보여주며;
도 18은 출력 스핀들과 기계 공구 내에 장착된 공구 장치의 단면도를 보여주며;
도 19는 단차형 구동 부위 영역을 가진 공구 장치의 두 개의 실시예들 각각의 단면도(도 19a/도 19b)와 평면도(도 19c/도 19d)를 보여주며;
도 20은 단차형 구동 부위 영역을 가진 추가 구동 장치의 단면도(도 20a)와 평면도(도 20b)를 보여주며;
도 21은 높여진 구동 부위 영역을 가진 구동 장치의 단면도(도 21a)와 평면도(도 21b)를 보여주며;
도 22는 공구 장치, 출력 스핀들, 및 연결 영역과 제2 연결 영역을 가진 연결 장치의 단면도를 보여주며;
도 23은 공구 장치, 출력 스핀들, 및 연결 장치의 추가 실시예의 단면도를 보여주며;
도 24는 연결 장치로부터 공구 장치로 마찰 토크 전달을 위한 연결 장치의 또 다른 실시예의 단면도를 보여주며;
도 25는 형상맞춤 토크 전달을 위한 연결 장치의 추가 실시예들의 두 개의 단면도들(도 25a는 속이 빈 몸체; 도 25b는 속이 채워진 몸체)을 보여준다.
도 1은 공구 장치(tool device)(1)의 두 개의 도면(도 1a는 정면도, 도 1b는 평면도)을 보여준다. 이 공구 장치는 두 개의 구동 부위 영역들(driving area regions)(2)을 가진다. 여기서, 하나의 구동 부위 영역(2)은 몇몇의 표면 포인트들(surface points)(3)을 가진다. 접평면(tangent plane)(4)이 구동 부위 영역들(2) 내의 표면 포인트들(3) 각각에 할당될 수 있다. 이 접평면들(4)은 반경방향 평면(radial plane)(6)에 대해 그리고 축방향 평면(axial plane)(7)에 대해 경사져 있다. 여기서, 반경방향 평면(6)은 공구 회전축(tool axis of rotation)(5)에 대해 그리고 공구 회전축(5)을 포함하는 축방향 평면(7)에 대해 직각으로 배치된다. 공구 장치(1)는 손으로 안내되는 공구 장치(미도시)의 회전 진동 구동(rotationally oscillating driving)을 위해 제공된다. 만약 공구 장치(1)가 적합한 기계 공구에 의해 구동된다면, 공구 장치는 공구 회전축(5)의 둘레에서 회전 진동하는 운동을 하게 된다. 구동 부위 영역(2)의 이중 경사에 의해, 공구 장치(1)는 기계 공구 내에 백래시(backlash)가 없이 장착될 수 있다. 이는 특히 톱질 가공과 연삭 가공 또는 그 밖의 유사한 가공을 위해 유리하다. 왜냐하면, 공구 회전축(5)과 관련하여 공구 장치(1)에 작용하는 가변 하중과, 기계 공구와 공구 장치(1) 사이의 로스트 모션 연결(lost motion connection)이 연결의 해체를 야기할 수 있으며, 이에 따라 특히 공구 장치(1)의 손상을 발생시킬 수 있기 때문이다.
도 2는 공구 장치(1)의 도면을 보여주며, 여기에서 구동 부위 영역(2)은 각각의 상부 경계면들(upper boundary planes)(8a)과 하부 경계면들(lower boundary planes)(8b) 사이에서 연장된 것을 볼 수 있다. 이 경계면들(8)은 바람직하게는 공구 회전축(5)에 대해 직각으로 배치된다. 이 경우에, 구동 부위 영역(2)은 상부 경계면(8a)으로부터 하부 경계면(8b)까지 또는 반대로 연장된다. 바람직하게는, 여기서, 하부 경계면(8a)은 작동 영역(13)의 높이에 위치한다. 여기서, 작동 영역은 예를 들어 톱니, 톱날 또는 그 밖의 유사한 것으로서 이해되어야 한다. 하부 경계면(8b)이 실질적으로 작동 영역(13)의 높이에 배치됨으로써, 특히 구동 부위 영역들(2)의 구동력이 작동 영역(13)에 변형 없이 전달될 수 있다. 다른 경계면들(8)에 의해, 따라서 다르게 연장된 구동 부위 영역들(2)에 의해, 공구 장치의 요구 조건들, 특히 소요 공간(space requirement), 백래시, 및 토크(torque) 전달에 관해, 특히 양호한 적응성이 제공된다. 이 경우에, 하부 경계면들(8b)은 공통 하부 경계면(8b)과 일치한다. 이 실시예에 있어서 상부 경계면들(8a)은 일치하지 않으며, 그 결과 다른 높이의 구동 부위 영역들(2)이 발생된다.
도 3은 공구 장치(1)의 도면을 보여주며, 여기에서 모든 구동 부위 영역들(2)은 하나의 하부 경계면(8b)과 하나의 상부 경계면(8a)에 의해 범위가 정해진다. 이 경계면들(8)은 (가상의, 기하학적인) 공구 회전축(5)에 대해 직각으로 배치된다. 하부 경계면들(8b)은 실질적으로 작동 영역(13)의 높이에 배치된다. 공구 회전축(5)의 방향으로, 상부 경계면(8a)은 하부 경계면(8b)으로부터 이격된다. 만약 모든 구동 부위 영역들(2)이 하나의 상부 경계면(8a)과 하나의 하부 경계면(8b) 사이에서 연장된다면, 공구 장치를 특히 간단하게 제조할 수 있게 되며, 또한 기계 공구(미도시)로부터의 힘이 공구 장치(1)에 특히 균일하게 전달될 수 있게 된다.
도 4는 공구 장치(1)의 부분 단면도를 보여준다. 공구 장치는 (가상의, 기하학적인) 공구 회전축(5)을 포함한다. 공구 장치(1)는 공구 회전축(5)의 둘레에서 회전 진동 구동될 수 있다. 구동 부위 영역(2)은 공구 회전축(5)에 대해 이격되어 배치되며, 하부 경계면(8b)과 상부 경계면(8a) 사이에서 공구 회전축(5)의 방향으로 연장된다. 상부 경계면(8a)과 하부 경계면(8b)은 거리(T) 만큼 이격된다. 여기서, 거리(T)는 구동 부위 영역(2)을 가진 벽의 두께(t)에 의존한다. 이러한 의존관계에 의해, 구동 부위 영역들의 강성과 그들의 크기 사이에 특히 양호한 관계가 이루어진다.
도 5는 공구 장치(1)의 다른 도면들(도 5a는 평면도, 도 5b는 정면도)을 보여준다. 공구 장치(1)는 공구 회전축(5)을 가진다. 구동 부위 영역들(2)은 대칭면(9)에 대해 대칭으로 배열된다. 여기서, 대칭면(9)은 공구 회전축(5)을 포함한다. 구동 부위 영역들(2)은 인접하게 배열되며 전이 영역(transition region)(17)에서 만난다. 이 전이 영역(17)은 제조 공정 또는 공구 장치로의 힘의 전달에 있어서의 응력에 따라 설계되며, 반경을 가질 수 있다. 구동 부위 영역들(2)은 하부 경계면(8b)과 상부 경계면(8a) 사이에서 연장되며, 공구 회전축(5)으로부터 이격된다. 구동 부위 영역들(2)이 대칭적이고 특히 인접하게 배열되면, 구동 부위 영역들(2)이 서로 지지할 수 있기 때문에 매우 안정된 공구 장치(1)를 설계할 수 있게 된다.
도 6은 공구 장치(1)의 몇몇의 부분 도면들(도 6a는 평면도, 도 6b는 정면도)을 보여준다. 공구 장치(1)는 공구 회전축(5)과 다수의 구동 부위 영역들(2)을 가지며, 이 구동 부위 영역들은 상부 경계면(8a)과 하부 경계면(8b)의 사이에서 연장된다. 구동 부위 영역들(2)은 각각 서로 인접하도록 배열되며, 공구 회전축(5)의 둘레를 둘러싸며 반경방향으로 닫힌 측벽을 형성한다. 구동 부위 영역들(2)은 각각 반경방향 평면(6)에 대해 그리고 관련된 축방향 평면들(7)에 대해 경사져 있다. 이러한 닫힌 환형의 측벽에 의해, 한편으로는, 특히 안정된 공구 장치가 성취될 수 있으며, 다른 한편으로는, 특히 기계 공구(미도시)로부터 공구 장치(1)로 특히 균일한 구동력이 전달될 수 있다.
도 7은 공구 장치(1)의 상세 단면도를 보여준다. 공구 장치(1)는 공구 회전축(5), 구동 부위 영역(2), 및 커버 영역 부분(cover area section)(10)을 가진다. 공구 장치(1)는 공구 회전축의 둘레에서 회전 진동 방식으로 구동된다. 도 7은 구동 부위 영역(2)이 반경방향 평면(6)에 대해 경사진 것을 보여준다. 구동 부위 영역(2)은 상부 경계면(8a)과 하부 경계면(8b) 사이에서 연장된다. 구동 부위 영역(2)은 상부 경계면(8a)의 영역 내에서 커버 영역 부분(10)에 실질적으로 바로 옆에 접해 있다. 이렇게 배치된 커버 영역 부분(10)에 의해, 구동 부위 영역(2)이 더 안정될 수 있으며, 같은 크기의 구동 부위 영역(2)일 경우에 커버 영역 부분(10)이 없는 것에 비해 더 큰 구동력이 전달될 수 있다.
도 8은 공구 장치(1)의 몇몇의 부분 도면들(도 8a는 평면도, 도 8b는 정면도)을 보여준다. 공구 장치(1)는 (가상의, 기하학적인) 공구 회전축(5), 다수의 구동 부위 영역들(2), 및 커버 영역 부분(10)을 가진다. 공구 장치(1)의 작동 영역(13)은 가공 대상물 또는 가공 대상 장치(미도시)에 작용하도록 의도된 것이다. 각각의 경우에, 두 개의 구동 부위 영역들(2)이 서로 인접하도록 위치하고 있으며, 연결 영역(11)에 의해 다른 구동 부위 영역들(2)의 쌍과 연결된다. 구동 부위 영역들(2)은 회전 대칭(rotational symmetry)으로 배열되며, 상부 경계면(8a)과 하부 경계면(8b) 사이에서 공구 회전축(5)의 방향으로 연장된다. 구동 부위 영역들(2)은 반경방향 평면(6)에 대해 그리고 할당된 축방향 평면들(7)에 대해 경사져 있다. 연결 영역들(11)에 의해, 구동 부위 영역들(2)은 공구 회전축(5)의 둘레를 둘러싸는 닫힌 측벽을 형성한다. 구동 부위 영역들(2)의 도시된 회전 대칭 배열에 의해, 공구 장치(1)는 적합하게 설계된 기계 공구(미도시) 내에 오프셋(offset) 될 수 있으며, 그래서 공구 장치는 접근하기 어려운 가공 대상물 또는 가공 대상 장치(미도시)도 가공할 수 있다.
도 9는 공구 장치(1)의 상세 단면도를 보여준다. 공구 장치(1)는 공구 회전축(5)과 구동 부위 영역(2)을 가진다. 구동 부위 영역(2)은 몇몇의 표면 포인트들(3)을 가진다. 이 표면 포인트들(3) 각각에 접평면(4)이 할당될 수 있다. 반경방향 평면(6)은 공구 회전축(5)에 대해 직각으로 배치된다. 반경방향 평면(6)은 접평면(4)과 예각(α)을 이룬다. 이 예각(α)에 의해, 접평면(4)이 반경방향 평면(6)에 대해 경사져 있음으로 인해, 특히 공구 장치(1)를 공구 회전축의 방향으로 체결력(clamping force)(18)을 가지고 기계 공구(미도시)에 장착할 때, 공구 장치(1)를 기계 공구에서 흔들리지 않게 장착하는 것이 특히 쉽다.
도 10은 공구 장치(1)의 상세 평면도를 보여주며, 여기서 공구 회전축(5)은 단순히 점으로 보인다. 축방향 평면(7)은 공구 회전축(5)을 포함하며, 도 10에서 직선으로 보일 수 있다. 구동 부위 영역(2)의 표면 포인트(3)에 접평면(4)이 할당될 수 있다. 구동 부위 영역들(2)은 서로 인접하도록 위치하고 있으며, 공구 회전축(5)으로부터 반경방향으로 이격된다. 접평면(4)은 축방향 평면(7)과 예각(β)을 이룬다. 예각(α)과 예각(β)에 의해, 공구 장치(1)를 기계 공구(미도시) 내에 장착할 때 기계 공구에 대해 중심을 맞추는 것이 가능하다.
도 11은 공구 장치(1)의 다수의 도면들(도 11a는 단면도, 도 11b는 평면도)을 보여준다. 공구 장치(1)는 공구 회전축(5)과 다수의 구동 부위 영역들(2)을 가지며, 다수의 구동 부위 영역들(2)은 공구 회전축(5)으로부터 반경방향으로 이격되어 배열된다. 구동 부위 영역들(2)은 실질적으로 평면이다. 또한, 이 구동 부위 영역들(2)은 인접하여 배열되며, 공구 회전축의 둘레를 둘러싸는 닫힌 측벽을 형성한다. 구동 부위 영역들(2)은 상부 경계면(8a)과 하부 경계면(8b)의 사이에서 공구 회전축(5)을 향해 연장된다. 상부 경계면(8a)의 영역 내에, 커버 영역 부분(10)이 배치된다. 커버 영역 부분(10)은 바람직하게는 인코딩 장치(encoding device)(16)를 가진다. 인코딩 장치(16)는 바람직하게는 공구 회전축 내에 원형 홈(recess)으로 형성된다. 이 원형 홈은 제1 인코딩 직경(Kd1)을 가진다. 동일한 계열(same series)의, 그러나 다른 구동 정격(drive ratings)을 위해 제공된 다른 공구 장치들(미도시)은, Kd1과 다른 인코딩 직경들(Kd2 등등)을 가질 수 있다. Kd1은 예를 들어 전문가용 공구 장치(1)에 권고되고, Kd2(미도시)는 소비자용(DIY use) 공구 장치에 권고된다. 또한, 커버 영역 부분의 하면(10a)은 기준 평면(reference plane)(14)에 대해 거리(Δ)만큼 이격된다. 기준 평면(14)의 위치는 기준 직경(15)(공칭 외측 직경, 공칭 중간 직경, 공칭 내측 직경 또는 그밖에 유사한 것)을 포함하도록 정의된다. 일련의 다른 공구 장치들에 있어서, 특히 다른 벽 두께 t에서 또는 공구 장치의 제조에 있어서 불가피한 공차에 기인하여, 명목상 동일한 기준 직경(15)을 위해, 공구 회전축(5)의 방향으로 다른 위치들이 발생한다. 기준 평면(14)의 위치로부터 공구 회전축(5)의 방향으로 출발하면, 공구 장치는 커버 영역 부분의 하면(10a)으로부터 기준 평면(14)까지 실질적으로 일정한 거리(Δ)를 가진다. 일련의 다수의 공구 장치들은 커버 영역 부분의 하면(10a)과 기준 평면(14) 사이에 실질적으로 일정한 거리(Δ)를 가지므로, 각각 다른 공구 장치들(1)이 기계 공구(미도시)에 특히 간단하고 안전하게 장착된다.
도 12는 도 11과 마찬가지로 공구 장치(1)의 동일한 도면들을 보여준다. 그러나, 도 12에는 도 11에 도시된 일련의 공구 장치(1)의 또 다른 공구 장치(1)가 도시되어 있다. 따라서, 아래에서는 도 11에 도시된 공구 장치(1)와 도 12에 도시된 공구 장치(1) 사이의 차이점에 대해 주로 설명된다. 커버 영역 부분(10) 내에서, 인코딩 장치(16)는 공구 회전축(5) 내에 홈으로 형성된다. 이 홈은 인코딩 직경(Kd2)을 가지며, 인코딩 직경(Kd2)은 도 11의 인코딩 직경(Kd1)보다 작다. 인코딩 장치(16)는 기계 공구(미도시)에 마련된 제2 인코팅 요소(미도시)와 결합하도록 구성된다. 일련의 공구 장치들에서 이러한 인코딩 수단(16)의 디자인에 의해, 어떤 기계 공구들을 위해 특정한 공구 장치들(1)을 예비하는 것이 가능하고, 그래서 안전한 작동을 가능하게 할 수 있다.
도 13은 다른 공구 장치들(1)의 다양한 도면들을 특히 인코딩 장치(16)에 대해 보여준다. 도 13a는 융기된(raised) 인코딩 장치(16a)를 가진 공구 장치(1)의 상세도를 보여준다. 도 13b는 홈으로 설계된 인코딩 장치(16b)를 가진 공구 장치(1)를 보여준다. 두 개의 인코딩 장치들(16a/16b)은 일반적으로 공구 장치(1)의 커버 영역 부분(10)의 영역 내에 형성된다. 공구 장치(1)는 공구 회전축(5)으로부터 이격되어 배열된 다수의 구동 부위 영역들(2)을 포함한다.
도 14는 다르게 만곡된 구동 부위 영역들의 사시도들을 보여주며;
도 14는 공구 장치의 구동 부위 영역(2)의 다른 부분들을 보여준다. 평면의 구동 부위 영역이 도시되어 있지 않지만, 이러한 구동 부위 영역도 가능하다. 도 14a는 구동 부위 영역(2)의 단일 방향으로 만곡된 부분을 보여준다. 이 구동 부위 영역(2)의 부분은 직선들(a)과 만곡된 그리드 선들(curved grid lines)(bI)로 묘사될 수 있다. 만곡된 그리드 선들(bI)은 일정한 곡률반경(RI)을 가진다. 이러한 구동 부위 영역(2)은, 부분들에 있어서, 실린더 자켓 표면과 부합되며, 몇몇의 다른 곡률반경(RI)이 제공되는 경우에는, 원뿔의 표면(미도시)과 부합된다. 이 경우에, 곡률반경(RI)의 크기는, 구동 부위 영역(2)의 부분들이 구동력이 전달되는 중에 평면으로 변하게 되는 그러한 방식으로 또는 구동력을 전달하기 위해 구동 부위 영역과 결합되는 반대쪽 표면(미도시)에 구동 부위 영역이 맞춰지는 그러한 방식으로 선택된다. 도 14b는 두 방향의 곡률을 가진 구동 부위 영역(2)의 부분을 보여준다. 이 구동 부위 영역(2)의 부분은 만곡된 그리드 선들(bI)과 만곡된 그리드 선들(bII)로 묘사될 수 있다. 그리드 선들(bI)은 일정한 곡률반경(RI)을 가지며, 그리드 선들(bII)은 일정한 곡률반경(RII)을 가진다. 이러한 구동 부위 영역(2)은, 제1 곡률반경(RI)과 제2 곡률반경(RII)이 동일한 크기인 특별한 경우에, 구형의 표면(spherical surface)과 부합된다. 도 14b에는 다른 곡률반경 RI과 RII를 가진 구동 부위 영역(2)이 도시되어 있다. 이 경우에, 곡률반경(RI과 RII)의 크기는, 구동력이 전달되는 중에 구동 부위 영역(2)이 적어도 부분적으로 평면으로 변하게 되는 그러한 방식으로 또는 구동력을 전달하기 위해 구동 부위 영역과 결합되는 반대쪽 표면(미도시)에 구동 부위 영역이 맞춰지는 그러한 방식으로 선택될 수 있다. 도 14c는 두 방향의 곡률을 가진 하나의 구동 부위 영역(2)의 부분을 보여준다. 이 구동 부위 영역(2)의 부분은 일정한 곡률반경(RI)을 가진 그리드 선들(bI)과 가변적인 곡률반경(RIa)을 가진 그리드 선들(bIa)로 묘사될 수 있다. 이러한 구동 부위 영역(2)에 있어서, 모든 그리드 선들이 가변적인 곡률반경(미도시)을 가질 수도 있다. 곡률반경(RIa와 RII)의 크기는, 구동력이 전달되는 중에 구동 부위 영역(2)이 부분적으로 평면으로 변하는 그러한 방식으로 또는 구동력을 전달하기 위해 구동 부위 영역과 결합되는 반대쪽 표면(미도시)에 구동 부위 영역이 맞춰지는 그러한 방식으로 선택될 수 있다. 도 14에서는, 오목하게 만곡된 구동 부위 영역(2)이 도시되어 있으며, 설명된 사항들은 볼록하게 만곡된 구동 부위 영역에도 그에 맞춰 적용될 수 있다.
도 15는 기계 공구(22) 내에 장착된 공구 장치(1)를 보여준다. 공구 장치(1)는 부착 장치(12)를 포함하며, 이에 의해 공구 장치(1)가 기계 공구(22)에 연결된다. 기계 공구(22)는 출력 스핀들(22a)을 가지며, 이는 구동력을 공구 장치(1), 특히 그 부착 장치(12)로 인도한다. 출력 스핀들(22a)은 기계 공구 회전축(22c) 둘레를 운동하며, 특히 회전 진동하며, 그럼으로써 공구 장치(1)도 동일하게 운동하게 된다. 공구 장치(1)는 가공 대상물 또는 가공 대상 장치(미도시)에 작용하도록 구성된 작동 영역(13)을 가진다. 기계 공구(22)의 구동력은 부착 장치(12)의 공구 연결 영역(11)에 의해 작동 영역(13)으로 전달된다. 기계 공구(22)는 조작 레버(22b)를 가지며, 이는 공구 장치(1)의 교체할 수 있도록 구성된다.
도 16과 도 17은 공구 장치(1)를 다른 도면들로 보여준다. 도 16은 공구 장치(1)의 평면도를 보여주고, 도 17은 공구 장치(1)의 단면도를 보여준다. 공구 장치(1)의 부착 장치(12)는 도 16과 도 17에서 둥근 코너들(연결 영역들)(11)을 가진 별 모양의 다각형으로 보인다. 여기서, 아래에서 설명되는 연관성은 최소 필요한 부분만 약간 수정하여 이러한 부착 장치(12)의 다른 형태들에 적용될 수 있다.
도 16의 평면도에서, 다각형의 둥근 코너들(연결 영역들)(11)을 볼 수 있다. 이른바 다각형의 변은 두 개의 구동 부위 영역들(2)에 의해 그리고 연결 영역(11)에 의해 형성된다. 각각의 변들은 등거리 각도(equidistant angle)(k12)에 의해 서로 오프셋 된다. 바람직하게는 등거리 각도(k12)는, 관계식: 완전한 원/(변의 수)=k12로부터 결정되며, 이 경우에는, 360도/12 = 30도이다. 바람직하게는, 등거리 각도(k12)에 의해, 공구 장치(1)를 다른 회전 위치에서 기계 공구 내에 장착하는 것이 가능하다. 이 경우에, 공구 장치(미도시)는 기계 공구에 대해 30도의 개별 단계들로 오프셋 될 수 있다.
공구 장치(1)는 커버 영역 부분(10) 내에 바람직하게는 직경(k10)을 가진 원형의 홈을 가진다. 또한 바람직하게는, 이 홈은 원형과 다른 형상도 가능하다.
바람직하게는, 홈은 실질적으로 원형이며, 그리고 추가적인 홈들, 바람직하게는 다각형의 홈들이거나 또는 원형의 홈으로부터 시작하여 바람직하게는 반경방향 바깥쪽으로 연장된 바람직하게는 스플라인과 같은 홈들을 가질 수도 있다. 바람직하게는, 이 홈들에 의해, 바람직하게는 원형의 부분들을 가진 별 모양의 다각형이 얻어진다. 특히 유리하게는, 이러한 홈들은 특히 톱날 또는 그밖에 유사한 것을 특히 높은 하중으로 구동하도록 의도된 공구 장치들을 위해 사용될 수 있다.
또 바람직하게는, 직경(k10)은 적어도 두 개의 일련의 공구 장치들을 위한 직경들(kd1 또는 kd2) 중 하나와 일치한다. 커버 영역 부분(10) 내의 이 홈은 바람직하게는 공구 장치(1)가 기계 공구에 장착되도록 구성된다. 바람직하게는, 이 홈은 홀딩 장치(미도시), 특히 나사 장치(screw device)의 관통된 홈/관통된 구멍으로서 이해되어야 한다. 직경(k10)의 선택은 다양한 변수들, 바람직하게는 기계 공구의 홀딩 장치(미도시)의 치수에 의존한다. 이 홀딩 장치는 특히 공구 장치(1)가 기계 공구에 견고하게 장착되도록 하는 방식으로 치수가 정해진다.
직경들(k2 및 k3)은 부착 장치의 외측 직경들을 가리킨다. 바람직한 실시예에서, 외측 직경(k2)은 바람직하게는 30mm와 36mm 사이의 범위로부터 선택되고, 특히 바람직하게는 외측 직경(k2)은 실질적으로 33.35mm(+/- 0.1mm) 이다.
바람직한 실시예에서, 외측 직경(k3)은 바람직하게는 22mm와 27mm 사이의 범위로부터 선택되고, 바람직하게는 24mm로부터 26mm까지이며, 특히 바람직하게는 외측 직경(k3)은 실질적으로 25mm(+/- 0.1mm) 이다.
거리(k1)는 이 도면에서 서로 평행한 두 개의 구동 부위 영역들(2)의 거리를 정의한다(공간적으로 구동 부위 영역들(2)은 서로 경사져 있다). 거리(k1)는 나사 헤드(예를 들어, 육각형 또는 정사각형)와 비교하여 나사 헤드의 키 폭(key width)과 상응하다.
바람직한 실시예에서, 키 폭(k1)은 바람직하게는 26mm와 30mm 사이의 범위로부터 선택되고, 바람직하게는 27mm와 29mm 사이의 범위로부터 선택되며, 더욱 바람직하게는, 키 폭은 실질적으로 28.4mm(+/- 0.1mm) 이다.
직경(15)은 공구 장치(1)의 부착 장치(12)를 위한 기준 직경을 가리킨다. 바람직한 실시예에 있어서, 기준 직경(15)은 바람직하게는 31mm와 33mm 사이의 범위로부터 선택되고, 바람직하게는 31.5mm와 32.5mm 사이의 범위로부터 선택되며, 특히 바람직하게는 기준 직경(15)은 실질적으로 32mm(+/- 0.1mm)이다. 여기서, 더 바람직하게는 일련의 공구들 중 적어도 두 개의 다른 공구 장치들의 기준 직경(15)은 - 공구 회전축(5)의 방향으로 보아서 - 실질적으로 동일한 높이(+/- 0.1mm)인 것을 특징으로 한다.
도 17의 단면도에서, 특히 부착 장치(12)의 단면을 잘 알아볼 수 있다. 바람직한 실시예에서, 공구 장치(1)는 부착 장치(12)의 영역 내에서 바람직하게는 실질적으로 일정한 벽 두께(t1)를 가진다. 더욱 바람직하게는, 벽 두께(t1)는 0.75mm와 1.75mm 사이의 범위로부터 선택되고, 바람직하게는 1mm와 1.5mm 사이의 범위로부터 선택되며, 더욱 바람직하게는 벽 두께(t1)는 실질적으로 1.25mm(+/- 0.1mm)와 일치한다.
만약 공구 장치(1)의 부착 장치(12)에서 어떤 전이들(transitions)이 둥글다면(바람직하게는, 반경들: k6, k7, k8, k9), 특히 공구 장치(1)의 긴 수명이 성취될 수 있다는 것을 발견하게 되었다.
바람직한 실시예에서, 반경들(k6, k7, k8, 및 k9) 중 적어도 하나, 바람직하게는 그들 중 몇몇, 더욱 바람직하게는 그들 모두가 벽 두께(t1)에 맞춰진다. 여기서, 이 반경들, 바람직하게는 적어도 반경들(k7 및 k9)을 확대하면 벽 두께(t1)가 커지게 된다.
바람직한 실시예에서(벽 두께 t1 = 1.25mm), 반경(k6)은 바람직하게는 1mm와 2.5mm 사이의 범위로부터 선택되고, 바람직하게는 1.5mm와 2.1mm 사이의 범위로부터 선택되며, 특히 바람직하게는 반경(k6)은 실질적으로 1.8mm(+/- 0.1mm) 이다.
바람직한 실시예에서 (t1 = 1.25mm), 반경(k7)은 바람직하게는 0.5mm와 1.5mm 사이의 범위로부터 선택되고, 바람직하게는 0.8mm와 1.2mm 사이의 범위로부터 선택되며, 특히 바람직하게는 반경(k7)은 실질적으로 1mm(+/- 0.1mm) 이다.
바람직한 실시예에서 (t1 = 1.25mm), 반경(k8)은 바람직하게는 0.2mm와 0.6mm 사이의 범위로부터 선택되고, 바람직하게는 0.3mm와 0.5mm 사이의 범위로부터 선택되며, 특히 바람직하게는 반경(k8)은 실질적으로 0.4mm(+/- 0.1mm) 이다.
바람직한 실시예에서 (t1 = 1.25mm), 반경(k9)은 바람직하게는 2mm와 3.5mm 사이의 범위로부터 선택되고, 바람직하게는 2.4mm와 3mm 사이의 범위로부터 선택되며, 특히 바람직하게는 반경(k9)은 실질적으로 2.7mm(+/- 0.1mm) 이다.
구동 부위 영역들(2)은 도 17의 도면에서 (공구 회전축(5)과 평행한) 가상의 수직선에 대해 각도(k13)로 경사져 있다. 바람직한 실시예에서, 이 각도는 바람직하게는 10도와 30도 사이의 범위로부터 선택되고, 바람직하게는 17.5도와 22.5도 사이의 범위로부터 선택되며, 특히 바람직하게는 각도(k13)는 실질적으로 20도(+/- 0.5도) 이다.
더욱 바람직하게는, 공구 장치의 다른 치수들은 벽 두께(t1), 더 바람직하게는 적어도 반경들(k6, k7, k8, 및 k9)에 의존하며, 더 큰 벽 두께(t1)는 더 큰 반경들(k6, k7, k8 및 k9), 바람직하게는 적어도 더 큰 반경들(k9 및 k6)로 이어지는 경향이 있다.
직경(k2)은 바람직하게는 구동 부위 영역들(2)의 범위를 가리키며, 이로부터 구동 부위 영역들이 직선으로 연장된다. 구동 부위 영역들은 직선 연장 후에, 바람직하게는 반경(k9) 내로 연장되며, 그 다음에 커버 영역 부분(10) 내로 연장된다.
바람직하게는, 라운딩 영역의 치수(measure)(k5)와 반경(k7)은 상호의존적이다. 더 바람직하게는 치수(k5)는 0.1mm와 1mm 사이의 범위로부터 선택되고, 바람직하게는 0.3mm와 0.7mm 사이의 범위로부터 선택되며, 특히 바람직하게는 각도(k5)는 실질적으로 0.5mm(+/- 0.1mm) 이다.
반경(k6)은 바람직하게는 반경(k7)과 마주보며 반경(k7)보다 크다. 반경(k9)과 반경(k8)도 바람직하게는 서로 마주보며, 더 바람직하게는, 반경(k8)은 반경(k9)보다 작다.
바람직한 실시예에서, 구동 부위 영역들(2)은 적어도 치수(k14)의 높이(방향은 공구 회전축과 평행하다)로 실질적으로 직선으로 연장된다. 여기서, 본 발명에 따른 직선은, 바람직하게는 하중이 걸리지 않은 상태에서, 보다 바람직하게는 하중이 걸린 상태에서, 의미 있는 곡률을 가지지 않는 것으로 이해되어야 한다.
바람직하게는, 치수(k14)는 1mm와 3.5mm 사이의 범위로부터 선택되고, 바람직하게는 1.5mm와 2.5mm 사이의 범위로부터 선택되며, 특히 바람직하게는 치수(k14)는 실질적으로 2mm(+/- 0.25mm) 이다. 바람직하게는, 치수(k14)는 구동 부위 영역들(2)의 가장 짧은 직선 코스로 이해되어야 한다.
커버 영역 부분 내의 홈은, 바람직하게는 기계 공구(미도시)의 홀딩 장치(미도시)와 결합되도록 구성되며, 직경(k10)을 가진다. 직경(k10)을 가진 홈은 도 16과 도 17에 도시된 바와 같이 원형의 홈일 필요는 없지만, 이 홈은, 공구 장치(1)의 나머지 모습과는 독립적으로, 다른 형상(다각형 또는 그 밖의 유사한 것)을 가질 수도 있다.
바람직한 실시예에서, 부착 영역(12)은 깊이(k11)를 가지며, 더 바람직하게는, 깊이(k11)는 3.5mm와 6mm 사이의 범위로부터 선택되고, 바람직하게는 4.5mm와 5mm 사이의 범위로부터 선택되며, 특히 바람직하게는 깊이(k11)는 실질적으로 4.7mm(+ 0.15mm) 이다.
바람직한 실시예에서, 부착 영역(12)은 높이(k15)를 가지며, 더 바람직하게는, 높이(k15)는 4.5mm와 7.5mm 사이의 범위로부터 선택되고, 바람직하게는 5.5mm와 6.5mm 사이의 범위로부터 선택되며, 더 바람직하게는 높이(k15)는 실질적으로 6mm(+/- 0.2mm) 이다.
도 18은 공구 장치(1)를 보여주며, 이는 나사 장치(고정 나사(9d), 와셔(9e), 너트 부재(9f))에 의해 기계 공구의 출력 스핀들(22a)에 부착된다. 공구 장치(1)는 가공 대상물 또는 가공 대상 장치에 작용하는 작동 영역(13)을 가진다. 공구 구동 부위 영역(2)으로부터, 구동력이 작동 영역(13)으로 전달된다. 이 경우에, 공구 장치(1)는 고정 나사(9d)에 의해 고정되며, 고정 나사(9d)는 그 힘을 와셔(9e)를 통해 기계 공구에 장착된 공구 장치(1)에 작용시킨다. 기계 공구로부터 공구 장치(1)로의 구동력의 전달은 실질적으로 구동 부위 영역(2)이 출력 스핀들(22a)의 상대 표면들(counter surfaces)에 형상맞춤 맞물림(form fit engagement)됨으로써 이루어진다. 출력 스핀들(22a)은 진동 기계 공구 회전축(22c)에 의해 회전 구동되며, 이 운동을 공구 장치(1)로 전달하고, 그래서 공구 장치는 공구 회전축(5) 둘레를 회전 진동하며 운동하게 된다. 공구 장치(1)는 공구 회전축(5)과 기계 공구 회전축(22c)이 실질적으로 일치되도록 기계 공구에 장착된다.
도 19는 단차형(stepped) 구동 부위 영역들(2a)을 가진 공구 장치(1)의 두 개의 형태를 보여준다. 이 구동 표면 부분들(2a)은 커버 영역 부분(10) 위에 배치되며, 바람직하게는 회전되지 않도록 커버 영역 부분(10)과 바람직하게는 형상맞춤 고정(form fit locking) 또는 소재맞춤 고정(material fit locking), 그리고 더 바람직하게는 용접, 리벳, 나사 또는 그 밖에 유사한 것에 의해 연결된다. 여기서, 도 19의 a)와 b)는 각각 단면도를 보여준다. 도 19의 c)와 d)는 각각 이러한 공구 장치(1)의 위로부터의 평면도를 보여준다. 도 19에서 공구 장치(1)의 도면들은 실질적으로 도 18의 도면에 기초하지만, 이에 한정되지는 않는다. 따라서, 아래에서는 이들 사이의 차이점에 대해서 주로 설명된다.
공구 장치(1)에 있어서, 도 19의 a)와 c)에 도시된 바와 같이, 각도(α)는 실질적으로 90도와 동일하다. 이는 공구 장치의 제조가 쉽다는 점에서 유리하다. 공구 장치(1)에서, 도 19의 b)와 c)에 도시된 바와 같이, 각도(α)는 실질적으로 90도보다 작다. 이는 토크 전달을 위한 전달 영역이 더욱 커진다는 점에서 유리하다.
다음으로, 도 19는 공구 장치(1)가 기계 공구의 출력 스핀들(22a)에, 바람직하게는 나사 장치(고정 나사(9d), 와셔(9e), 너트 부재(9f))에 의해 어떻게 부착되는지를 보여준다. 공구 장치(1)는 가공 대상물 또는 가공 대상 장치에 작용하는 작동 영역(13)을 가진다. 공구 장치(1)와 출력 스핀들(22a) 사이의 체결 장치에 의해, 공구 장치(1)는 기계 공구에 장착되고 공구 회전축(5)의 방향으로 힘이 가해지며, 여기서 체결 장치는 바람직하게는 나사 장치(장착 나사(9d), 와셔(9e), 암나사 연결부(9f))로 설계되어 있다.
만약 공구 장치가 계획대로 기계 공구 내에 장착된다면, 공구 장치(1)의 출력 스핀들(22a) 대향면(facing surface) 중 하나와 출력 스핀들(22a)의 앞면(front surface)(22d) 사이에 작은 간격(δ)이 형성된다. 바람직하게는, 작은 간격(δ)은, 바람직하게는 5mm보다 작고, 바람직하게는 2.5mm보다 작으며, 더 바람직하게는 1.5mm보다 작고, 가장 바람직하게는 0.8mm보다 작은 범위 내의 작은 간격으로서 이해되어야 한다. 또 바람직하게는, 이 범위는 0.0mm보다 크고, 바람직하게는 0.25mm보다 크며, 가장 바람직하게는 0.5mm보다 크다.
단차형 구동 부위 영역들(2a)로부터, 구동력이 작동 영역(13)으로 전달된다. 이 경우에, 공구 장치(1)는 와셔(9e)에 의해 기계 공구에 장착되며, 와셔(9e)는 고정 나사(9d)에 의해 공구 장치(1)에 힘을 작용시킨다. 기계 공구의 구동력의 공구 장치(1)로의 전달은 출력 스핀들(22a)의 반대쪽 표면들에 단차형 구동 부위 영역들(2a)이 형상맞춤 맞물림(형상맞춤 연결) 됨으로써 주로 성취된다. 출력 스핀들(22a)은 진동 기계 공구 회전축(22c)에 의해 회전 구동되고, 이 동작을 공구 장치(1)에 전달하며, 그래서 공구 장치(1)는 공구 회전축(5) 둘레를 회전 진동하며 움직이게 된다. 공구 장치(1)는 공구 회전축(5)과 기계 공구 회전축(22c)이 실질적으로 일치되도록 기계 공구에 장착된다.
도 20은 단차형 구동 부위 영역들(2a)을 가진 공구 장치(1)의 변형을 보여준다. 단차형 구동 부위 영역들(2a)은 바람직하게는 출력 스핀들(22a)의 방향으로 실질적으로 작동 영역(13)의 위에, 바람직하게는 작동 영역(13)의 직접 위에, 바람직하게는 각각 공구 장치(1)의 표면에 배치된다. 또 바람직하게는, 공구 장치의 이 표면은 공구 장치가 기계 공구에 장착되었을 때 출력 스핀들(22a)의 단면(end face)(22d)과 마주보는 면이다. 구동 부위 영역들(2a)은 바람직하게는 공구 장치(1)에 회전되지 않도록 연결되며, 바람직하게는 형상맞춤 고정(form fit locking) 또는 소재맞춤 고정(material fit locking), 더 바람직하게는 용접, 리벳, 나사 또는 그 밖에 유사한 것에 의해, 또는 특히 바람직하게는 일체 구성(configured integral)으로 연결된다. 도 20a는 단면도를 보여주고, 도 20b는 이러한 공구 장치(1)의 위로부터의 평면도를 보여준다. 도 20b의 평면도에서, 단차형 구동 부위 영역들(2a)이 공구 회전축(5)의 둘레에 별 모양으로 배치되어 있는 것을 볼 수 있다. 도 20의 공구 장치(1)의 도면은 도 18과 도 19의 도면에 주로 기초하지만, 이에 한정되지는 않는다. 따라서, 아래에서는 이들 사이의 차이점에 대해 주로 설명된다.
다음으로, 도 20은 공구 장치(1)가 기계 공구의 출력 스핀들(22a)에, 바람직하게는 나사 장치(고정 나사(9d), 와셔(9e), 너트 부재(9f))에 의해 어떻게 부착되는지를 보여준다. 공구 장치(1)는 가공 대상물 또는 가공 대상 장치에 작용하는 작동 영역(13)을 가진다. 공구 장치(1)와 출력 스핀들(22a) 사이의 체결 장치에 의해, 공구 장치(1)는 기계 공구에 장착되고 공구 회전축(5)의 방향으로 힘이 가해지며, 여기서 체결 장치는 바람직하게는 나사 장치(고정 나사(9d), 와셔(9e), 암나사 연결부(9f))로 구성되어 있다.
공구 장치가 계획대로 기계 공구에 장착되었을 때, 공구 장치(1)의 출력 스핀들(22a) 대향면 중 하나와 출력 스핀들(22a)의 단면(22d) 사이에 작은 간격(δ)이 형성된다. 바람직하게는, 작은 간격(δ)은, 도 19의 실시예에서 제시된 것과 같은 범위 내에 있다.
공구 장치의 홀딩과 공구 장치에의 구동력의 전달은 도 19에 도시된 실시예와 같은 방법으로 수행된다.
추가적인 실시예에서, 적어도 하나의 단차형 구동 부위 영역(2a)은 상면부 아래에 (도 19) 배치될 수 있으며, 그리고 출력 스핀들(22c)의 영역 내에서 기계 공구와 마주보는 공구 표면 위에 (도 20) 배치될 수 있다. 바람직하게는 단차형 구동 부위 영역(2a)은 커버 영역 부분으로부터 아래로 이격되며 전술한 공구 표면의 범위로부터 위로 이격된다. 이 실시예는 도 19와 도 20에 도시된 실시예들과 비교하여 중간 변형으로서 시각적으로 인지할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 단차형 구동 부위 영역(2a)은 공구 장치(1)의 적어도 부분과 일체로 형성될 수 있으며, 또는, 바람직하게는, 도 19와 도 20에 도시된 바와 같이, 공구 장치(1)에 연결되는 별개의 구성요소로서 형성될 수 있다. 단차형 구동 부위 영역과 공구 장치는 바람직하게는 접착력 있게, 비형상결합식(non-positively)으로 또는 형상결합식(positively)으로, 바람직하게는 용접, 납땜, 리벳, 나사 또는 접착제에 의해 연결된다.
도 21은 돌출된 구동 부위 영역들(2b)을 가진 공구 장치(1)의 일 실시예를 보여준다. 도 21a는 이러한 공구 장치의 단면도를 보여주고, 도 21b는 공구 장치(1)의 상응하는 평면도를 보여준다. 돌출된 구동 부위 영역들(2b)은, 도 21에 도시된 바와 같이, 바람직하게는 원기둥 형상을 가질 수 있다. 또 바람직하게는, 이들은 원뿔대처럼 다각형의 단면을 가진 형상을 가질 수도 있다. 돌출된 구동 부위 영역들(2b)의 형상은 바람직하게는 공구 장치의 나머지 부분과는 독립적이다.
구동 부위 영역들(2b)은 바람직하게는 출력 스핀들(22a)의 방향으로 실질적으로 작동 영역(13) 위에 배치되거나, 또는 공구 장치(1)의 표면에 배치된다. 또 바람직하게는, 공구 장치의 이 표면은, 만약 공구 장치(1)가 기계 공구 내에 장착된다면, 출력 스핀들(22a)의 단면(22d)과 마주보도록 놓이게 되는 면이다. 구동 부위 영역들(2b)은 바람직하게는 공구 장치(1)에 회전 가능하게 연결되며, 바람직하게는 형상맞춤 또는 소재맞춤, 특히 바람직하게는 용접, 리벳, 나사 또는 그 밖의 유사한 것에 의해 연결되고, 또는 가장 바람직하게는 일체로 구성된다. 이 경우에, 도 21b의 평면도에서, 돌출된 구동 부위 영역들(2b)은 바람직하게는 공구 회전축의 둘레에 회전 대칭으로, 더 바람직하게는 등거리 또는 정수배(integer multiple)의 등거리로 배치된 것을 볼 수 있다. 도 21의 공구 장치(1)의 도면은 주로 도 18 내지 도 20의 도면을 기초로 하지만, 이에 한정되지는 않는다.
다음으로, 도 21은 공구 장치(1)가 기계 공구의 출력 스핀들(22a)에, 바람직하게는 나사 장치(고정 나사(9d), 와셔(9e), 너트 부재(9f))에 의해 어떻게 부착되는지를 보여준다. 공구 장치(1)는 가공 대상물 또는 가공 대상 장치에 작용하는 작동 영역(13)을 가진다. 체결 장치에 의해, 바람직하게는 여기에서 공구 장치(1)와 출력 스핀들(22a) 사이에 구성된 나사 장치(고정 나사(9d), 와셔(9e), 암나사 연결부(9f))에 의해, 공구 장치(1)는 기계 공구에 장착되고 공구 회전축(5)의 방향으로 힘이 가해진다.
공구 장치가 계획대로 기계 공구에 장착되었을 때, 공구 장치(1)의 출력 스핀들(22a) 대향 면과 출력 스핀들(22a)의 단면(22d) 사이에 작은 간격(δ)이 형성된다. 간격(δ)은 바람직하게는 도 19의 실시예에서 제시된 것과 같은 범위 내에 있다.
공구 장치의 홀딩은 도 19에 도시된 실시예와 같은 방법으로 수행된다. 도 21의 실시예에서 돌출된 구동 부위 영역들(2b)은 기계 공구의 상응하는 접합면들(mating surfaces)에 맞물리며 공구 장치로의 구동력의 전달은 형상맞춤 방식으로 수행된다.
도 22는 제3 공구 장치(1b)를 기계 공구의 출력 스핀들(22a)과 연결하기 위한 연결 장치(1a)의 단면도를 보여준다. 연결 장치(1a)는 제1 홀딩 장치(30)에 의해 출력 스핀들(22a)에 장착되고 그래서 기계 공구에 장착된다. 홀딩 장치(30)는 바람직하게는 고정 나사(9d)와 와셔(9e)를 가지며, 너트 부재(9f)가 출력 스핀들(22a) 내에 배치된다. 연결 장치(1a)는 출력 스핀들(22a)의 단면(22d)과 공구 장치를 향한 연결 장치의 표면, 바람직하게는 단면(22d)의 맞은편의 표면 사이에 작은 간격(δ)이 형성되는 방식으로 출력 스핀들(22a)에 수용된다. 작은 간격에 의해, 연결 장치(1a)가 출력 스핀들(22a)에 견고하게 장착될 수 있다. 제3 공구 장치(1b)는 제2 홀딩 장치(31)에 의해 연결 장치(1a)에 부착될 수 있다. 제2 홀딩 장치(31)는 제2 홀딩축(31a)을 포함하며, 제1 홀딩 장치(30)는 제1 홀딩축(30a)을 가진다. 홀딩축(30a)은 실질적으로 연결 회전축과 일치한다. 제1 홀딩축(30a)과 제2 홀딩축(31a)은 서로에 대해 비스듬하게 배치된다. 제3 공구 장치(1b)는 작동 영역(13)을 가지며, 이 작동 영역(13)은 가공 대상 장치에 작용하도록 구성된다.
형상맞춤 토크 전달을 위해, 연결 장치(1a)는 구동 부위 영역들(2)을 가진 부착 장치를 포함한다. 구동 부위 영역들(2)은 출력 스핀들(22a)의 상대 표면들(counter surfaces)과 맞물린다. 이러한 형상맞춤 맞물림에 의해, 구동력은 기계 공구 회전축(22c)에 의해 구동되는 출력 스핀들(22a)로부터 연결 장치(1a)로 회전 진동 방식으로 안전하게 전달되고, 그래서 제2 공구 장치로 전달된다.
연결 장치(1a)는 제1 연결 영역(32a) 내에서 기계 공구와 연결되며, 연결 장치(1a)에 작용하는 홀딩력(holding force)은 바람직하게는 제1 홀딩축(30a)의 방향으로 인가되며, 제1 홀딩축 방향으로의 연결 장치(1a)의 운동이, 적어도 부분적으로, 방지된다. 또한, 제3 공구 장치(1a)는 연결 장치(1a)의 제2 연결 영역(32b)에 연결될 수 있다. 이 경우에, 이 연결은 형상맞춤 연결, 바람직하게는 소재맞춤 연결, 또는 더 바람직하게는 압력맞춤(force fit) 연결일 수 있다. 바람직하게는, 홀딩력이 제2 홀딩축(31a)의 방향으로 공구 장치(1b) 또는 연결 장치(1a) 각각에 인가된다. 바람직하게는, 제2 홀딩 장치(31)는 홀딩력 효과를 적용하기 위한 나사 장치를 포함한다.
도 23은 도 22에 도시된 연결 장치와 유사한 연결 장치(1a)의 단면도를 보여준다. 따라서, 아래에서는 두 개의 연결 장치들 사이의 차이점에 대해 주로 설명된다.
제3 공구 장치(1b)는 제2 홀딩 장치(31)에 의해 연결 장치(1a)에 홀딩된다. 제2 홀딩 장치(31)는 제2 홀딩축(31a)의 방향으로 제3 공구 장치(1b)에, 바람직하게는 연결 장치(1a)에도 홀딩력 효과를 인가한다. 공구 장치(1)는 제2 연결 영역(32b)을 통해 연결 장치(1a)에 연결된다. 이 경우에, 이 연결은 바람직하게는 형상맞춤 연결, 바람직하게는 소재맞춤 연결, 또는 더 바람직하게는 압력맞춤 연결일 수 있다. 제1 지지축(30a)과 제2 지지축(31a)은 실질적으로 평행하며, 더 바람직하게는, 제1 지지축과 제2 지지축은 서로 이격된다.
도 24는 도 22의 연결 장치 및 도 23에 도시된 연결 장치와 실질적으로 상응한 연결 장치의 단면도를 보여준다. 따라서, 아래에서는 이 실시예들 사이의 차이점에 초점을 맞춘다.
제3 공구 장치(1b)는 제1 홀딩 장치(30)와 연결 장치(1a)의 제2 연결 영역(32b)에 의해 장착된다. 제1 홀딩 장치(30)는 제1 홀딩축(30a)의 방향으로 제3 공구 장치(1b)에, 바람직하게는 연결 장치(1a)에도 홀딩력을 인가한다. 이 연결은 바람직하게는 형상맞춤 연결, 바람직하게는 소재맞춤 연결, 또는 더 바람직하게는 압력맞춤 연결일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 제3 공구 장치와 상기 연결 장치는 높여진(raised) 홈 부분들을 포함하며, 바람직하게는, 높여진 부분들은 연결 장치(1a)로부터 제3 공구 장치(1b)로의 형상맞춤 토크 전달을 위한 이 홈들과 관련되어 있다.
도 25a는 연결 장치로부터 공구 장치로 형상맞춤 토크 전달을 하는 연결 장치의 단면도를 보여준다. 연결 장치는 적어도 부분적으로 속이 빈 몸체로 형성되며, 그럼으로써 특히 낮은 관성 모멘트를 가진다. 도 25a와 도 25b에 도시된 실시예들 모두는 이전에 설명된 실시예들과 유사하다. 따라서, 아래에서는 두 개의 연결 장치들 사이의 차이점에 대해 주로 설명한다.
공구 장치(1)는 제1 홀딩 장치(30), 특히 고정 나사(9d), 와셔(9e) 및 너트 부재(9f)에 의해 기계 공구의 출력 스핀들(22a)에 장착된다. 연결 장치로부터 공구 장치(1)로의 토크 전달은 형상맞춤 요소들(33)에 의해 적어도 부분적으로 성취된다. 형상맞춤 요소들(3)은 바람직하게는 연결 장치와 일체로 형성될 수 있으며, 또는 바람직하게는 이들 내부에 삽입된, 또는 이들에 고정된 자체의 요소들일 수 있다.
연결 장치는 축 방향으로, 즉 기계 공구 회전축(22c)의 방향으로 작은 간격(δ)이 형성되는 이러한 방식으로 수용된다. 그럼으로써, 연결 장치는, 공구 장치가 특히 공구 회전축에 대해 직각인 굽힙 모멘텀(bending momentums)에 의해 심하게 응력을 받기까지는, 기계 공구에 장착될 수 있다. 특히, 이러한 장착에 의해, 공구 장치의 기울어짐이 방지될 수 있으며, 연결 장치와 공구 장치는 특히 견고하게 기계 공구에 수용될 수 있다.
연결 장치는 바람직하게는 몇몇의 부분들로 구성될 수 있으며, 특히 바람직하게는 기본 몸체는 두 개의 부분들(34 및 35)로 구성된다. 그럼으로써, 연결 장치는 한편으로는 낮은 무게(속이 빈 몸체)를 가지며, 다른 한편으로는 비교적 제조가 단순한 부분들로 이루어진다.
또 바람직하게는, 몇몇의 부분들은 하나 또는 몇몇의 연결 포인트들(36)에서 소재맞춤 방식으로 서로 연결될 수 있다. 연결 장치의 이러한 구성에 의해, 특히 낮은 관성력과 낮은 응력의 유발에 기인하여 특히 손쉬운 연결 장치가 이루어질 수 있다.
다음으로, 공구 장치(1)는 연결 장치에 의해 공구 회전축(5)과 기계 공구 회전축(22c)이 실질적으로 일치하는 그러한 방식으로 출력 스핀들(22a)에 장착된다. 연결 장치는 제1 연결 영역(32a) 내에서 기계 공구의 출력 스핀들(32a)과 연결된다. 그리고, 공구 장치(1)는 제2 연결 영역(32b) 내에서 연결 장치에 연결된다. 이 경우에, 구동 토크는 구동 부위 영역(2)에 의해 형상맞춤 방식으로 기계 공구로부터 연결 장치(제1 연결 영역(32a))로 전달된다.
도 25a와 25b의 형상 맞춤 요소들(33)은 바람직하게는 공구 회전축(5)과 이격된다. 더욱이, 이들은 공구 회전축의 둘레에 바람직하게는 등거리 각도 또는, 바람직하게는, 정수배의 각도로 오프셋 된다. 더욱 바람직하게는, 형상맞춤 요소들(33) 또는 다수 그룹의 형상맞춤 요소들이 공구 회전축의 둘레에 회전 대칭으로 배치된다.
공구 장치(1)는 가공 대상물 또는 가공 대상 장치(미도시)에 작용하도록 구성된 작동 영역(13)을 가진다.
도 25b는 연결 장치로부터 공구 장치(1)(제2 연결 부분(32b))로 형상맞춤 토크 전달을 하는 연결 장치의 단면도를 보여준다. 여기서, 연결 장치는, 도 25a에 도시된 실시예와 달리, 실질적으로 속이 채워진 몸체로 형성되며, 특히 높은 형상 안정성을 가지고, 특히 제조하기 쉽다. 도 25b에 도시된 실시예는 실질적으로 도 25a에 도시된 실시예와 상응하다. 따라서, 아래에서는 이 실시예들 사이의 차이점을 주로 설명한다.
공구 장치(1)는 특히 고정 나사(9d), 와셔(9e) 및 너트 부재(9f)를 가진 제1 홀딩 장치(30)에 의해 기계 공구의 출력 스핀들(22a)에 장착된다. 연결 장치로부터 공구 장치(1)로의 토크 전달은 형상맞춤 요소들(33)에 의해 적어도 부분적으로 성취된다.
연결 장치는 축 방향으로, 즉 기계 공구 회전축(22c)의 방향으로 작은 간격(δ)이 형성되는 이러한 방식으로 장착되며, 그럼으로써, 공구 장치는 기계 공구에 특히 견고하게 장착될 수 있다.
연결 장치는, 특히 그 기본 몸체는, 바람직하게는 일체로 형성될 수 있으며, 바람직하게는, 연결 장치의 적어도 기본 몸체는 공구 장치의 제조를 위해 이미 설명된 바와 같이 기본 성형(primary shaping) 제조 방법 또는 재성형(reshaping) 제조 방법에 의해 제조되고, 바람직하게는 단조, 소결, 재생 제조 공정 및 이와 유사한 방법에 의해 제조된다.
연결 장치에 의해, 공구 장치(1)는 출력 스핀들(22a)에 장착되고, 공구 회전축과 기계 공구 회전축은 실질적으로 일치한다. 연결 장치는 제1 연결 영역(32a) 내에서 출력 샤프트(22a)와 연결된다. 또한, 공구 장치(1)는 제2 연결 영역(32b) 내에서 연결 장치에 연결된다. 이 경우에, 구동 토크는 구동 부위 영역들(2)에 의해 형상맞춤 방식으로 기계 공구로부터 연결 장치로 전달된다.
공구 장치(1)는 가공 대상물 또는 가공 대상 장치(미도시)에 작용하도록 구성된 작동 영역(13)을 가진다.
1: 공구 장치
1a: 연결 장치
1b: 제2 공구 장치
2: 구동 부위 영역/공구 구동 부위 영역
2a: 단차형 구동 부위 영역
2b: 높여진 구동 부위 영역
3: 표면 포인트
4: 접평면
5: 공구 회전축
6: 반경방향 평면
7: 축방향 평면
8: 경계면
8a: 상부 경계면
8b: 하부 경계면
9: 대칭면
9d: 고정 나사
9e: 와셔
9f: 너트 부재
9g: 타이 바 장치
10: 커버 표면 영역
10a: 커버 표면 영역의 하부 영역
11: 연결 영역
12: 부착 장치
13: 작동 영역
14: 기준 평면
15: 기준 직경
16: 인코딩 장치
16a: 융기된 인코딩 장치
16b: 홈을 가진 인코딩 장치
17: 전이 영역
22: 기계 공구
22a: 출력 스핀들
22b: 조작 레버
22c: 기계 공구 회전축
22d: 출력 스핀들의 단면(end face)
30: 제1 홀딩 장치
30a: 제1 홀딩축
31: 제2 홀딩 장치
31a: 제2 홀딩축
32a: 제1 연결 영역
32b: 제2 연결 영역
33: 형상맞춤 요소
34: 연결 장치의 제1 부분
35: 연결 장치의 제2 부분
36: 34와 35 사이의 연결 영역
α: 제1 경사 각도
β: 제2 경사 각도
t: 측벽의 두께
T: 구동 부위 영역의 연장
RI: 구동 부위 영역의 제1 곡률반경
RIa: 구동 부위 영역의 가변적인 곡률반경
RII: 구동 부위 영역의 제2 곡률반경
a: 구동 부위 영역의 직선으로 연장된 그리드 선
bI: 구동 부위 영역의 만곡된 제1 그리드 선
bII: 구동 부위 영역의 만곡된 제2 그리드 선
bIa: 구동 부위 영역의 가변적인 곡률을 가진 제3 그리드 선
Δ: 14 까지의 거리
δ: 공구 장치로부터 출력 스핀들까지의 5 방향의 거리
k1: 평행한 구동 부위 영역들의 간격, 키 폭(key width)
k2: 부착 장치의 제1 외측 직경
k3: 부착 장치의 제2 외측 직경
k4: 기준 직경
k5: 둥근 영역
k6: 제1 곡률반경
k7: 제2 곡률반경
k8: 제3 곡률반경
k9: 제4 곡률반경
k10: 홈의 직경
k11: 부착 장치의 깊이
k12: 다각형의 각도
k13: 경사 각도

Claims (43)

  1. 기계 공구와 함께 사용하기에 적합한, 특히 구동축의 둘레에서 운동하는, 특히 구동축의 둘레에서 진동하는 구동 장치를 가진 손으로 안내되는 기계 공구와 함께 사용하기에 적합한 공구 장치로서,
    상기 구동축과 공구 회전축이 실질적으로 일치하는 방식으로 상기 공구 장치를 기계 공구에 고정시키는 부착 장치를 가지며,
    구동력을 받아들이기 위해, 상기 부착 장치는, 각각 다수의 표면 포인트들(surface points)을 가지며 상기 공구 회전축과 이격된 적어도 두 개의 구동 부위 영역들을 포함하며,
    상기 표면 포인트들상에서 접평면들(tangent planes)은 상기 공구 회전축을 포함하는 축방향 평면에 대해 경사져 있고,
    상기 접평면들은 상기 공구 회전축에 대해 직각으로 연장된 반경방향 평면에 대해 경사져 있는, 공구 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 구동 부위 영역들 중 적어도 하나는, 바람직하게는 상기 구동 부위 영역들 중 다수는, 더 바람직하게는 상기 구동 부위 영역들 모두는 적어도 부분들에서 실질적으로 평면인 것을 특징으로 하는 공구 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 구동 부위 영역들 중 적어도 하나는, 바람직하게는 상기 구동 부위 영역들 중 다수는, 더 바람직하게는 상기 구동 부위 영역들 모두는 적어도 부분들에서 만곡된 것을 특징으로 하는 공구 장치.
  4. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공구 장치는 상기 부착 장치의 영역 내에 적어도 하나의 제1 상부 경계면과 적어도 하나의 제2 하부 경계면을 포함하고,
    상기 경계면들은 상기 공구 회전축에 대해 실질적으로 직각으로 배치되며,
    상기 경계면들은 서로 이격되어 있고,
    상기 구동 부위 영역들 각각은 상기 제1 상부 경계면 중 하나와 상기 제2 하부 경계면 중 하나 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 공구 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 구동 부위 영역들 중 다수는, 바람직하게는 상기 구동 부위 영역들 모두는, 하나의 제1 상부 경계면과 하나의 제2 하부 경계면 사이에서 연장되는 것을 특징으로 하는 공구 장치.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 공구 장치는, 특히 상기 부착 장치의 영역 내에 실질적으로 벽 두께 t를 가지며,
    적어도 제1 경계면과 제2 경계면은 거리 T에 의해 서로로부터 이격되고,
    상기 거리 T는 바람직하게는 t의 1배보다 크며, 바람직하게는 t의 2배보다 크고, 더 바람직하게는 t의 3배 이상이며, 또한 바람직하게는 t의 20배보다 작고, 바람직하게는 t의 10배보다 작으며, 더 바람직하게는 t의 5배 이하이며, 더 바람직하게는 T는 실질적으로 t의 3.5배 +/- 0.75배와 상응한 것을 특징으로 하는 공구 장치.
  7. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    바람직하게는 상기 공구 회전축의 둘레에 회전 대칭으로 배치된 다수의 구동 부위 영역들을 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 장치.
  8. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동 표면 영역들 중 적어도 두 개는, 바람직하게는 상기 구동 표면 영역들 중 몇몇은 대칭면에 대해 대칭으로 배치되고,
    상기 공구 회전축은 상기 대칭면 내에 위치하며,
    더 바람직하게는, 상기 구동 표면 영역들은 실질적으로 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 공구 장치.
  9. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부착 장치는 측벽을 포함하고,
    상기 측벽은 상기 공구 회전축으로부터 반경방향으로 이격되어 연장되며,
    상기 측벽은 제1 상부 경계면과 제2 하부 경계면 사이에서 연장되고,
    상기 측벽은 상기 구동 부위 영역들을 포함하는 것을 특징으로 하는 공구 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 측벽은 실질적으로 평균 벽 두께(t1)를 가지고, 상기 평균 벽 두께(t1)는 바람직하게는 0.2mm 이상이며, 바람직하게는 0.5mm보다 크고, 더 바람직하게는 0.8mm보다 크며, 또한 바람직하게는 4mm 이하이고, 바람직하게는 2mm보다 작고, 더 바람직하게는 1.5mm보다 작으며, 더욱더 바람직하게는 실질적으로 1mm 또는 1.5mm이거나, 또는 바람직하게는 1mm와 1.5mm 사이인 것을 특징으로 하는 공구 장치.
  11. 제 9항 또는 제 10항에 있어서,
    상기 측벽은 상기 공구 회전축의 둘레에서 실질적으로 반경방향으로 닫히도록 연장된 것을 특징으로 하는 공구 장치.
  12. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부착 장치는 커버 영역 부분을 포함하며,
    상기 커버 영역 부분은 상기 구동 부위 영역들 중 적어도 하나에 직접 또는 간접적으로 연결되고,
    상기 커버 영역 부분의 연장은 상기 공구 회전축에 대해 직각인 적어도 하나의 요소를 가지는 것을 특징으로 하는 공구 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 커버 영역 부분은 실질적으로 상기 제1 상부 경계면들 중 하나의 영역 내에 배치된 것을 특징으로 하는 공구 장치.
  14. 제 12항 또는 제 13항에 있어서,
    상기 커버 영역 부분은 상기 공구 회전축을 향해 반경방향으로 연장되며, 상기 커버 영역 부분은 적어도 하나의 홈을 가지는 것을 특징으로 하는 공구 장치.
  15. 제 12항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 홈 또는 몇몇의 상기 홈들은 실질적으로 상기 공구 회전축의 영역 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 공구 장치.
  16. 제 12항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 홈들 중 하나 또는 몇몇은 상기 공구 회전축의 둘레에 회전 대칭으로 배치되는 것을 특징으로 하는 공구 장치.
  17. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접평면들 중 하나에 대한 법선벡터(normal vector)는 상기 공구 회전축으로부터 반경방향으로 멀어지도록 지향하며, 특히 상기 접평면들의 법선벡터들 모두는 상기 공구 회전축으로부터 반경방향으로 멀어지도록 지향하는 것을 특징으로 하는 공구 장치.
  18. 제 1항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접평면들(tangent planes) 중 하나에 대한 법선벡터(normal vector)는 반경방향으로 상기 공구 회전축을 지향하며, 특히 상기 접평면들의 모든 법선벡터들은 반경방향으로 상기 공구 회전축을 지향하는 것을 특징으로 하는 공구 장치.
  19. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공구 장치는 적어도 하나의 작동 영역, 적어도 하나의 부착 장치 및 적어도 하나의 연결 영역을 포함하며, 상기 작동 영역은 가공 대상 장치 또는 가공 대상물에 작용하도록 구성되고,
    연결 영역은 상기 부착 장치와 상기 작동 영역들 각각의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 공구 장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 연결 영역들 중 적어도 하나는, 바람직하게는 상기 연결 영역들 모두는 실질적으로 상기 제2 하부 경계면들 중 하나의 영역 내에 배치되며, 그들은 바람직하게는 실질적으로 일치하는 것을 특징으로 하는 공구 장치.
  21. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    각도(α)는 상기 접평면들 중 하나와 상기 반경방향 평면 사이에 형성되고, 상기 반경방향 평면은 상기 공구 회전축에 대해 직각으로 배치되며,
    상기 각도(α)는 바람직하게는 90도 이하이고, 바람직하게는 80도보다 작으며, 더 바람직하게는 75도보다 작고,
    더욱 바람직하게는 상기 각도(α)는 0도보다 크고, 바람직하게는 45도보다 크며, 가장 바람직하게는 60도보다 크며,
    더욱 바람직하게는 상기 각도(α)는 62.5로부터 72.5도까지의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 공구 장치.
  22. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    각도(β)는 상기 접평면들 중 하나와 상기 축방향 평면 사이에 형성되고, 상기 공구 회전축은 상기 축방향 평면 내에 배치되며, 상기 각도(β)는 바람직하게는 90도 이하이고, 바람직하게는 70도보다 작으며, 더 바람직하게는 65도보다 작고,
    더욱 바람직하게는 상기 각도(β)는 0도보다 크고, 바람직하게는 15도보다 크며, 보다 바람직하게는 30도보다 크며,
    더욱 바람직하게는 상기 각도(β)는 실질적으로 30도, 45도 또는 60도인 것을 특징으로 하는 공구 장치.
  23. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    짝수개의, 바람직하게는 4개 이상의, 바람직하게는 8개 이상의, 특히 바람직하게는 16개 이상의, 더욱 바람직하게는 64개 이하의, 바람직하게는 48개 이하의, 특히 바람직하게는 32개 이하의, 가장 바람직하게는 24개의 구동 부위 영역들을 가지는 것을 특징으로 하는 공구 장치.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 구동 부위 영역들은 실질적으로 별 모양(star-shaped)으로 배치되며,
    바람직하게는 상기 구동 부위 영역들은 실질적으로 별 모양의 다각형의 형상으로배치되고, 바람직하게는 별개의 구동 부위 영역들 사이의 전이 영역들이 둥근 것을 특징으로 하는 공구 장치.
  25. 공구 장치를 기계 공구와, 특히 구동축의 둘레에서 운동하는, 특히 구동축의 둘레에서 진동하는 구동 장치를 가진 손으로 안내되는 기계 공구와 연결하기에 적합한 연결 장치로서,
    상기 연결 장치는 제1 연결 영역과 제2 연결 영역을 포함하며,
    상기 제1 연결 영역은 상기 연결 장치를 상기 기계 공구와 연결하도록 배치되고, 상기 연결 장치는 상기 구동축과 연결 회전축이 실질적으로 일치되는 방식으로 상기 기계 공구에 연결될 수 있으며,
    상기 제2 연결 영역은 상기 연결 장치를 상기 공구 장치와 연결하도록 배치되며,
    상기 연결 영역들 중 적어도 하나는 전기한 항들 중 어느 한 항에서 정의된 부착 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 연결 장치.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 제1 연결 영역은 상기 연결 회전축에 대해 회전 대칭으로 배치되는 것을 특징으로 하는 연결 장치.
  27. 제 25항 또는 제 26항에 있어서,
    상기 제2 연결 영역은 상기 연결 회전축에 대해 회전 비대칭으로 배치되는 것을 특징으로 하는 연결 장치.
  28. 제 25항 또는 제 26항에 있어서,
    상기 제2 연결 영역은 상기 연결 회전축에 대해 회전 대칭으로 배치되는 것을 특징으로 하는 연결 장치.
  29. 제 25항 내지 제 28항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연결 장치는 제1 홀딩 장치(holding device)를 포함하며,
    상기 제1 홀딩 장치는 적어도 상기 제1 연결 영역 및 상기 기계 공구와 협동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 연결 장치.
  30. 제 25항 내지 제 29항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연결 장치는 적어도 하나의 제2 홀딩 장치를 가지며,
    상기 제2 홀딩 장치는 상기 제2 연결 영역 및 상기 기계 공구와 협동하도록 배치되는 것을 특징을 하는 연결 장치.
  31. 제 25항 내지 제 30항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 홀딩 장치는 제1 홀딩축을 가지고,
    상기 제2 홀딩 장치는 제2 홀딩축을 가지며,
    상기 제1 홀딩축과 제2 홀딩축은 실질적으로 평행하게 배치되며, 특히 서로 합동(congruent)인 것을 특징으로 하는 연결 장치.
  32. 제 25항 내지 제 30항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 홀딩 장치는 제1 홀딩축을 가지고,
    상기 제2 홀딩 장치는 제2 홀딩축을 가지며,
    상기 제1 홀딩축과 제2 홀딩축은 비스듬하게, 특히 서로에 대해 비스듬하게 배치되는 특징으로 하는 연결 장치.
  33. 전기한 항들 중 어느 한 항에 따른 적어도 두 개의 일련의 공구 장치들로서,
    상기 일련의 공구 장치 각각은 기준 평면을 가지며,
    상기 기준 평면은 상기 공구 회전축에 대해 직각으로 배치되고, 상기 기준 평면은 상기 구동 부위 영역들의 기준 직경을 가지며,
    상기 일련의 공구 장치들 몇몇을 위한 상기 기준 평면에 대한 상기 커버 영역 부분의 제1 표면의 거리 Δ는 제1 하한(first lower limit)과 제2 상한(second upper limit) 사이에 위치하며, 상기 제1 하한은 0.01mm보다 크고, 바람직하게는 0.05mm보다 크며, 상기 제2 상한은 0.5mm보다 작고, 바람직하게는 0.1mm보다 작은 것을 특징으로 하는 적어도 두 개의 일련의 공구 장치들.
  34. 제 33항에 있어서,
    상기 거리 Δ는 상기 일련의 다른 공구 장치들을 위해 실질적으로 일정한 것을 특징으로 하는 적어도 두 개의 일련의 공구 장치들.
  35. 제 33항 또는 제 34항에 있어서,
    상기 일련의 공구 장치들 몇몇의 유형은 다른 벽 두께 t를 가지는 것을 특징으로 하는 적어도 두 개의 일련의 공구 장치들.
  36. 제 33항 내지 제 35항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 공구 장치는 그 위치가 상기 공구 회전축과 상기 구동 부위 영역에 대해 실질적으로 동일하도록 배치된 인코딩 영역(encoding region)을 가지며,
    각각의 공구 장치는 특히 구동력과 같은 적어도 하나의 적용 변수에 의해 특징지어지고, 상기 인코딩 영역은 상기 적어도 하나의 적용 변수를 위해 특징지어지는 적어도 하나의 인코딩 장치(encoding device)를 포함하는 것을 특징으로 하는 적어도 두 개의 일련의 공구 장치들.
  37. 제 36항에 있어서,
    적어도 제1 공구 장치는 바람직하게는 기계 공구상에 배치된 제1 인코딩 요소와 협동하도록 제공된 제1 인코딩 장치를 가지며,
    적어도 제2 공구 장치는 바람직하게는 기계 공구상에 배치된 제2 인코딩 요소와 협동하도록 제공된 제2 인코딩 장치를 가지며,
    상기 인코딩 장치들과 상기 인코딩 요소들은 상기 제1 인코딩 요소가 상기 제1 인코딩 장치 및 제2 인코딩 장치와 협동할 수 있는 방식으로 설계되며,
    상기 제2 인코딩 요소는 단지 상기 제2 인코딩 요소와 협동할 수 있고, 상기 제1 인코딩 요소와는 협동할 수 없는 것을 특징으로 하는 적어도 두 개의 일련의 공구 장치들.
  38. 제 36항 또는 제 37항에 있어서,
    상기 인코딩 장치들 중 적어도 하나의, 바람직하게는 상기 인코딩 장치들 모두의 베이스 영역의 형상은 적어도 아래를 포함하는 형상들의 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 적어도 두 개의 일련의 공구 장치들.
    - 다수의 코너들, 바람직하게는 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 그 이상의 코너들, 바람직하게는 둥근 코너들을 가진 다각형,
    - 원형,
    - 타원형,
    - 가변적인 반경 또는 일정한 반경을 가진 호(arc) 또는
    - 상기한 형상들 중 몇몇의 조합.
  39. 제 36항 내지 제 38항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인코딩 장치들 중 적어도 두 개는 동일한 기하학적 형상을 가지지만, 다른 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 적어도 두 개의 일련의 공구 장치들.
  40. 제 36항 내지 제 39항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인코딩 장치들 중 적어도 하나는, 바람직하게는 상기 인코딩 장치들 모두는 인코딩 기준 평면에 대해 융기된 영역들로 설계되며,
    하나의 인코딩 장치의 적어도 하나의 연장은 다른 인코딩 장치 각자의 연장보다 큰 것을 특징으로 하는 적어도 두 개의 일련의 공구 장치들.
  41. 제 36항 내지 제 39항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인코딩 장치들 중 적어도 하나는, 바람직하게는 상기 인코딩 장치들 모두는 홈으로 설계되고,
    하나의 인코딩 장치의 적어도 하나의 연장은 다른 인코딩 장치 각자의 연장보다 큰 것을 특징으로 하는 적어도 두 개의 일련의 공구 장치들.
  42. 제 36항 내지 제 41항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인코딩 영역들은 상기 커버 영역 부분의 범위 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 적어도 두 개의 일련의 공구 장치들.
  43. 제 1항 내지 제 24항 중 어느 한 항에 따른 공구 장치의 제조 방법으로서,
    구동 부위 영역을 제조하는 단계는, 기본 성형 가공 단계(primary shaping process step), 또는 재성형 가공 단계(reshiping process step), 또는 생성 가공 단계(generative process step), 또는 이 가공 단계들의 몇몇의 조합을 가지며,
    상기 가공 단계들은, 특히 단조, 프레스, 압연, 압출, 폴딩, 딥 드로잉(deep drawing), 비딩(beeding), 플랜징(flanging), 변형 보정(straightening), 굽힘(bending), 연신(stretching), 압착(compressing), 소결(sintering), 주조(casting), 및 다층 박막 코팅(layer by layer coating)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고,
    공구 윤곽(tool contour)을 제조하는 단계는, 분리 가공 단계(separating process step), 바람직하게는 열적 분리 가공 단계, 바람직하게는 기계적 분리 가공 단계 또는 이 가공 단계들의 몇몇의 조합을 가지며,
    상기 분리 가공 단계들은, 특히 톱질, 연삭, 밀링(milling), 펀칭(punching), 전단 가공(shearing), 입자 빔 절단(particle beam cutting), 전자 빔 절단, 레이저 절단, 플라즈마 절단, 화염 절단, 및 스파크 침식 절단(spark erosion cutting)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 공구 장치의 제조 방법.
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