KR20180115305A

KR20180115305A - 공구 연마 기계를 위한 노즐 캐리어

Info

Publication number: KR20180115305A
Application number: KR1020187027252A
Authority: KR
Inventors: 라인하르트 앤드레스; 게오르크 뫼르슈; 귄터 스트라써
Original assignee: 이에스오게 테크놀로지 게엠베하
Priority date: 2016-02-22
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2018-10-22
Also published as: US10478942B2; EP3208037B1; WO2017144525A1; CN108698184A; US20180345455A1; CN108698184B; EP3208037A1

Abstract

본 발명은 회전 축(2)을 갖는 연마 디스크(15)를 지지하고 그리고 구동시키기 위한 연마 스핀들(10)을 가지는 연마 기계용 냉각제 노즐 캐리어(20)에 관한 것이며, 여기서 냉각제 노즐 캐리어(20)는 적어도 2개의 냉각제 노즐들(35, 36, 37)을 포함하며, 여기서 노즐 캐리어(20)는 적어도 중심 레그(21) 및 중심 레그(21)에 부착되어 있는 2개의 측면 레그들(31)을 더 포함하며, 여기서 측면 레그들(31) 각각은 적어도 하나의 노즐(35, 36, 37)을 지지하며, 측면 레그들(31)은 하나의 평면에서 연장하고 그리고 연마 디스크를 수용하도록 구성되어 있는 공간을 에워싼다.

Description

공구 연마 기계를 위한 노즐 캐리어

본 발명은 공구 연마 기계의 냉각 및 공구 연마 기계의 냉각 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 공구 연마 기계를 위한 노즐 캐리어에 관한 것이다.

공구 연마 기계들은, 예컨대, 드릴 비트들(drill bits), 밀링 커터들(milling cutters) 등을 제작하기 위해, 통상적으로 본질적으로 원통형 가공물들로부터 연마 공구들 또는 유사한 부품들을 위한 기계 공구들이다. 연마 공정 동안, 연마 디스크 및 가공물은 가열된다. 이러한 열은 연마 속도에 대해 그리고 이에 따라 단위 시간 당 마무리가공되는(finished) 가공물들의 수에 대해 제약들을 부과한다. 연마 속도를 향상시키기 위해, 연마 공정의 액체 냉각은 현재의 최첨단 기술로 고려될 수 있다. 냉각 액체, 소위 냉각제는 연마 디스크 및 가공물에 냉각제 튜브들을 통해 제공된다. 냉각제 유동이 많아질수록, 연마 속도는 빨라진다. 그러나, 냉각제 유동을 향상시키는 것은 냉각을 위한 그리고 이에 따라 연마 공정을 위한 비용을 증가시킨다. 예를 들어, 연마 냉각 시스템들을 위한 예들은, 단지 몇 개만 예를 들면, 예컨대, US 9,393,671 B2, US 2003/0100245, US 6,123,606 또는 EP 1 195 224 A1에서 개시된다. 대부분의 공보들은 연마 디스크의 반경 방향 표면에(즉, 연마 표면에) 접선 방향으로 냉각제 제트(coolant jet)를 적용하는 것을 제안한다. 냉각제는 바람직하게는, 연마 디스크의 원주 방향 속도로 연마 디스크에 적용될 수 있다. 이러한 공보들의 교시들은 냉각제의 바람직한 적용에 대해 상당히 상이하다. 예를 들어, EP 1 195 224 A1은 노즐로부터 냉각제 제트를 가공 영역으로 보내지 않는 것을 제안하며, 이에 반해, US 2003/0100245 A1은 연마 공구와 가공물 사이에 냉각제를 분무하는 것을 제안한다.

WO 2014/035789 A1은 2개의 유체 매니폴드들을 지지하는 헤더 부분을 갖는 냉각제 노즐 캐리어를 제안한다. 유체 매니폴드들은 스냅-인 장착 시스템(snap-in mount system)에 의해 중심 레그에 제거가능하게 부착되어, 공구들의 사용 없이 레그들을 변경시키는 것을 가능하게 한다. 유체 매니폴드들은 기계 공구의 작동 동안 헤더 부분에 견고하게 부착된다.

EP 2404704 A1은, 연마 공구의 치수들이 연마 공구의 마모로 인해 감소된다면, 기계 공구의 냉각제 노즐을 자동으로 선회하는 것을 제안한다.

EP 0 305 616 A1은 기계 공구의 공구 홀더에 유체 채널을 포함하는 소위 “바디 블록(body block)”을 부착하는 것을 제안한다. 유체 채널들은 기계가공 지점으로 지향하는 노즐을 통해 냉각제 유동을 제공하는 것을 가능하게 한다.

US 4,929,130은 아치형 프레임에 의해 보호되고 있는 연마 휠을 갖는 연마 기계를 제안한다. 프레임은 상이한 연마 공구를 수용하고 그리고 냉각제 노즐들을 지지하도록 조절가능하다.

본 발명에 의해 해결될 문제는 다축 기계 공구(multi axis machine tool)에 효율적인 냉각 시스템을 제공하는 것이다.

문제의 해결책들은 독립항들에서 그리고 냉각제 노즐 캐리어에 의해 설명된다(이후, 또한 간단히 '노즐 캐리어'). 종속항들은 본 발명의 추가의 개선들에 관한 것이다.

냉각제 노즐 캐리어는 연마 디스크를 지지하고 그리고 구동시키기 위한 연마 스핀들을 가지는 연마 기계에 장착되도록 설계된다. 연마를 위해 보통 사용되는 연마 디스크는, 보통, 회전 축 및 주변 표면을 규정한다. 연마 디스크는 전방 및 후방 표면을 또한 갖는다. 전방 표면은 연마 스핀들을 향하여 대면하며 그리고 후방 표면은 연마 스핀들로부터 멀어지게 대면한다. 평탄한 전방 및 후방 표면들의 통상적인 경우들에서, 따라서, 이 전방 및 후방 표면들은 회전 축에 수직이다.

노즐 캐리어는 적어도 중심 레그 및 중심 레그에 부착되고 있는 2개의 측면 레그들을 포함하며, 여기서 측면 레그들은 적어도 하나의 냉각제 노즐(간단히, ‘노즐’)을 각각 지지한다. 측면 레그들은 하나의 평면에서 연장한다. 장착될 때, 평면은 바람직하게는, 회전 축에 수직이다. 측면 레그들은 연마 디스크와 측면 레그들 중간에 있는 이동 갭(moving gap)을 갖는 측면 레그들 중간에 있는 연마 디스크를 수용하도록 구성된다. 측면 레그들 및 중심 레그는, 따라서, 디스크(형) 공간을 둘러싸거나 더 정확하게 에워싼다. 공간은 반드시 원통형이어야 할 필요는 없지만, 임의의 종류의 플레이트의 형상을 가질 수 있다. 이러한 에워쌈(embracing)은 연마 디스크의 대부분 임의의 포지션 및 또한 가공물로 냉각제의 제트(jet)를 제공하도록 노즐들을 위치결정하는 것을 가능하게 한다. 이는, 감소된 냉각제 유량으로 연마 디스크 및 가공물을 매우 효과적으로 냉각시키는 것을 가능하게 한다.

바람직하게는, 중심 레그는 냉각제 채널의 적어도 하나의 냉각제 유입구를 포함한다. 냉각제 채널은 중심 레그에 견고하게 부착된다. 바람직하게는, 냉각제 채널은 중심 레그의 내부 냉각제 채널이다. 이러한 냉각제 채널은, 측면 레그들의 냉각제 채널들을 통해 냉각제 노즐들(간단히 ‘노즐들’)과 유체 연통한 상태에 있으며, 이에 의해 냉각제 유입구와 유체 연통한 상태로 노즐을 배치한다. 다시 말해, 냉각제 유동으로 중심 레그의 냉각제 유입구를 이송시키는 것은 노즐들에 의해 방출되는 냉각제 제트들을 초래할 것이다. 내부의 또는 적어도 강성으로 장착된 냉각제 채널들에 의해, 그 포지션은 설계에 의해 공지되고, 종래 기술에 의해 제안되는 바와 같이, 가요성 냉각제 호스들과 상이하다. 설계에 의해 공지되어 있는 이러한 포지션은 자동화된 충돌 방지를 가능하게 하며: 다시 말해, 연마 디스크에 대해 가공물의 포지션을 변경할 때, 특정 연마 각도를 제공하거나, 가공물을 새로운 것에 대해 교체할 때, 제어기는 각각의 이동의 실행 전에 가공물 또는 로봇의 팔의 가능한 충돌들에 대해 이동을 시뮬레이팅할 수 있고, 이 이동을 검사할 수 있다. 가요성 호스들은 이러한 자동화된 충돌 회피를 더 어렵게 만들거나, 적어도 가요성 호스가 있을 것으로 예상되는 영역에서 확장된 안전 구역을 적어도 요구한다. 동일한 이점들이, 연마 디스크를 교환할 때 발생하며, 연마 디스크가 그 사용 수명의 종료에 도달하기 때문에, 연마 디스크를 교환하며, 또는 가공물의 기하학적 형상이 상이한 연마 공구를 요구하기 때문에 연마 디스크를 교환한다.

유리하게는, 측면 레그들은 중심 레그에 선회가능하게 부착되며, 그리고/또는 측면 레그들 각각은, 측면 레그들의 자유 단부들이, 바람직하게는, 반경 방향 바깥쪽으로 그리고/또는 회전 축에 대해 평행하게 선회하는 것을 가능하게 하는 힌지(hinge)를 포함한다. 이러한 선회가능한 이동은, 측면 레그들이 가공물 또는 연마 디스크와의 충돌의 경우에, 예컨대, 가공물 및/또는 연마 디스크의 교체 동안 플렉스 어웨이(flex away) 하는 것을 가능하게 한다. 특히 바람직하게는, 선회가능한 이동은 볼-앤-소켓 조인트들(ball-and-socket joints)에 의해 제공된다. 이러한 볼-앤-소켓 조인트들은 측면 레그들과 중심 레그의 유체 채널들을 연결시키는 내부 유체 통로를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 선회가능한 부착 및/또는 힌지들은 2개의 측면 레그들 사이에 최소 거리를 규정하는 정지부를 제공한다. 측면 레그들은 바람직하게는, 정지부에 대해 스프링 로딩된다(spring loaded). 따라서, 돌발적인 충돌 후에, 측면 레그들은 그 각각의 초기 포지션들로 자동으로 복귀한다. 특히 바람직한, 요구되는 바와 같이 2개의 측면 레그들 사이에 거리를 조절하는 것을 가능하게 하는, 정지부는 조절가능한 정지부이다. 예를 들어, 예컨대 상이한 직경들을 가지는 연마 디스크를 상이한 연마 디스크로 변경시킬 때, 이동 갭은, 요구되는 바와 같이, 정지부를 간단히 조절함으로써 조절될 수 있다.

바람직하게는, 중심 레그는 지지 바에 의해 지지되며, 여기서 지지 바는 바람직하게는, 중심 레그에 수직으로 그리고 이에 따라 회전 축에 대해 평행하게 연장한다. 이는 요구되는 바와 같이(예컨대, 연마 디스크와 정렬되는) 노즐 캐리어를 장착하는 것을 그리고 연마 영역에서 최대의 자유 공간을 유지하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 연마 디스크에 대해 가공물을 위치결정할 때, 유연성의 향상된 정도가 존재한다.

특히 바람직한, 지지 바 및/또는 중심 레그는 지지 바와 중심 레그 사이의 연결을 해제하기 위해 잠금 부재를 포함한다. 이러한 조치는 노즐 캐리어의 자동화된 교체를 가능하게 한다. 이는, 연마 디스크가 연마 공정 동안 변화되어야 한다면, 예컨대 상이한 직경을 가지는 스핀들 내로 연마 디스크를 삽입해야 한다면, 특히 유리하다. 이러한 경우들에서, 냉각제 노즐 캐리어가 또한 교체되며, 그리고 전환(changeover) 시간은 상당히 감소되는데, 왜냐하면 노즐들의 반복적인 조절이 회피될 수 있기 때문이다. 예를 들어, 각각의 연마 디스크는 특정한 노즐 캐리어와 연관될 수 있으며, 그리고 연마 디스크가 스핀들 내로 삽입된다면, 그 연마 디스크로 조절되는 각각의 이전에 연관된 노즐 캐리어가 지지 바에 부착된다. 연마 디스크를 제거하고 다른 연마 디스크를 삽입할 때, 잠금 부재는 노즐 캐리어를 해제하는 것, 노즐 캐리어를 매거진에 저장하는 것 그리고 다른 연마 디스크와 연관된(그리고 이에 따라 조절된) 다른 노즐 캐리어를 장착시키는 것을 가능하게 한다.

냉각제는, 중심 레그의 냉각제 채널과 유체 연통 상태로 배치되는, 지지 바의 냉각제 도관에 의해 제공될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로 중심 레그의 냉각제 유입구는 튜브형 로드 내측의 냉각제 도관에 연결되며, 여기서 튜브형 로드는, 실제로 회전 축에 대해 평행한 것을 의미할 것인 중심 레그에, 바람직하게는, 수직으로 연장하는 길이 방향 축을 갖는다. 양자 모두의 경우들에서, 가요성 호스들이 회피되어, 위에서 설명된 바와 같이 선점하는 충돌 회피를 향상시킨다.

튜브형 로드 및 중심 레그의 냉각제 유입구는, 냉각제 노즐 캐리어의 자동화된 변경들을 향상시키기 위해 튜브형 로드 및 중심 레그의 냉각제 유입구를 커플링하고 분리하는 것을 가능하게 하는 해제가능한 커플링을 형성할 수 있다.

중심 레그가 회전가능하게 지지된다면(여기서 중심 레그의 회전 축이 회전 축임), 노즐 캐리어는 연마 디스크 주위에서 회전할 수 있고, 그리고 연마 지점, 즉 연마 디스크가 가공물에 접촉하는 지점을 뒤따를 수 있다. 이러한 회전은, 중심 레그를 간단히 회전시킴으로써, 가공물과 연마 디스크 사이에 접촉 지점을 향하여 지향되는 냉각제 제트들의 포지션을 조절하는 것을 가능하게 한다. 이러한 조절은 작동 동안 발생할 수 있으며, 다시 말해, 노즐 캐리어 및 이에 따라 노즐들이 노즐 캐리어를 간단히 회전시킴으로써 작동 동안 이동 연마를 뒤따를 수 있다. 이는 용이하게 자동화될 수 있으며, 따라서 연마 공정이 정지되어야 하는 경우, 손으로의 조작이 요구되지 않는다.

바람직하게는, 노즐 캐리어는, 연마 디스크의 주변 표면을 향하여 접선 방향으로, 하지만 회전 방향에 반대로, 즉, 연마 디스크의 회전 방향에 반대로 지향하는 냉각제 유출구를 가지는 적어도 하나의 노즐을 포함한다. 특히, 노즐 지점들이 연마 디스크의 주변 표면인 경우에 대한 방향이 연마 지점으로부터 오프셋된다면(offset), 발명자들은 연마 디스크의 수명이 향상되는 것을 관찰하였다. 그 효과에 대한 상세한 설명은 여전히 확정되지 않았지만, 연마 디스크의 주변 표면에 대해 지향되는 제트가 연마 디스크에 의해 가공물로부터 이전에 마모된(worn off) 연마 디스크로부터 입자들을 제거하는 것이 믿어진다.

말하자면, 측면 레그들이 연마 디스크를 에워싸도록 구성됨에 따라, 이 측면 레그들은 바람직하게는, 연마 디스크의 주변 표면을 향하여 접선 방향으로, 연마 디스크의 회전 방향으로 지향하는 냉각제 유출구를 가지는 적어도 하나의 노즐을 포함한다. 대응하는 냉각제 제트가 반드시 연마 지점을 지향할 필요는 없는데, 왜냐하면 냉각제가 회전하는 연마 디스크에 의해 연마 지점으로 전송될 것이기 때문이다. 연마 디스크와의 향상된 접촉은 향상된 열 발산(dissipation)을 제공한다.

냉각제 노즐 캐리어는 바람직하게는, 연마 디스크의 전방 또는 후방 측면을 향하여 지향하고 그리고 바람직하게는, 그 주변 표면에 대해서는 지향하지 않는 냉각제 유출구를 가지는 적어도 하나의 노즐을 포함한다. 따라서, 이러한 노즐은 전방 또는 후방 표면 각각 상에 냉각제 제트를 적어도 주로 분무한다. 이는 전방 표면 및 후방 표면을 사용하는 것을 가능하게 하며, 전방 표면 및 후방 표면은 통상적으로 연마 디스크를 냉각시키기 위해 가공물과 접촉하지 않는다. 다시 말해, 연마 디스크의 주변 표면에서 연마 공정 동안 생성되는 열은 열 전도도에 의해 연마 디스크의 전방 및 후방 표면들에 전달된다. 전방 및 후방 표면들로부터, 열은 전방 및/또는 후방 표면으로 냉각제 유동을 제공함으로써 발산될 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이, 냉각제 노즐 캐리어는 바람직하게는, 회전 축을 갖는 연마 디스크를 지지하고 그리고 구동시키기 위한 연마 스핀들을 가지는 연마 기계에 장착된다.

연마 기계는 바람직하게는, 적어도 두 개의 냉각제 노즐 캐리어들[제1 냉각제 노즐 캐리어(여기서 측면 레그들은 제1 직경을 규정함), 및 제2 냉각제 노즐 캐리어(여기서 측면 레그들이 제2 직경을 규정함]를 포함할 수 있다. 바람직하게 자동화된 냉각제 노즐 교환 장치는, 제2 냉각제 노즐 캐리어로 제1 냉각제 노즐 캐리어를 교체하는 것 그리고 이와 반대로 교체하는 것을 가능하게 하고, 그리고 이에 따라 연마 휠의 변화에 매우 짧은 기간에 연마 기계를 적응시키는 것을 가능하게 한다.

바람직하게는, 노즐 캐리어는, 예컨대, 연마 디스크의 회전 축 주위에서 노즐 캐리어의 회전을 가능하게 하도록 회전가능하게 지지된다. 다시 말해, 회전 축선들은 바람직하게는, 동일하거나 서로에 대해 단지 약간(예컨대, 연마 디스크 직경의 25% 이하, 바람직하게는 10%미만, 더욱 더 바람직하게는 5% 이하) 변위된다.

예를 들어, 노즐 캐리어는 베어링 링에 부착되고 있는 캐리어 지지부를 포함할 수 있다. 베어링 링은 연마 스핀들의 회전 축에 대해 동축으로 부착될 수 있다. 회전 지지부는, 예컨대, 스핀들 지지부에 견고하게 부착되고 있는 제1 베어링 링 및 제1 베어링 링에 대해 회전가능하게 지지되고 있는 제2 베어링 링을 포함할 수 있다.

바람직한 예에서, 2개의 베어링 링들은 제1 베어링 링의 냉각제 유입구와 제2 베어링 링의 냉각제 유출구 사이에 유밀형(fluid tight) 로터리 조인트를 제공하여, 회전가능한 지지 및, 예컨대, 캐리어 지지를 통해 중심 레그의 냉각제 유입구로 그리고 이에 따라 끝에서 노즐들로의 냉각제 유동을 제공하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 중심 레그로부터, 냉각제는 중심 레그의 냉각제 채널 및 측면 레그들의 냉각제 채널을 통해 노즐들로 유동할 수 있다.

자동화가 제2 베어링 링을 구동시키는 모터에 의해 제공될 수 있으며, 그리고 이에 따라 회전 축 주위에서 노즐 캐리어를 회전시키는 것을 가능하게 한다. 모터는 연마 기계의 제어 유닛에 의해 제어되어야 한다.

다음에서, 본 발명은, 도면들을 참조하여 실시예의 예들 상에, 일반적인 본 발명의 개념을 제한하지 않고, 예로써 설명될 것이다.
도 1은 냉매 노즐 캐리어를 갖는 연마 기계의 개략도를 도시한다.
도 2는 냉각제 노즐 캐리어를 갖는 연마 기계의 제2 개략도를 도시한다
도 3은 냉각제 노즐 캐리어의 상세를 도시한다.
도 4는 다른 관점으로 도 4의 상세를 도시한다.
도 5는 다른 관점으로 도 3 및 도 4의 상세를 도시한다.
도 6은 회전되는 가공물(workpiece)을 갖는 것을 제외하고, 도 5의 상세를 도시한다.

도 1은 회전 축(2)을 갖는 연마 스핀들(10)을 가지는 연마 기계의 부분적인 단면도이다. 연마 스핀들은 회전 축(2)을 공유하는 연마 디스크(15)를 지지한다. 보통, 연마 디스크(15)는 전방 표면(16), 후방 표면(17) 및 이들 사이에 있는 주변 연마 표면(18)을 갖는다.

연마 기계는 횡단면도로 도시되는 냉각제 노즐 캐리어(20)를 포함한다. 냉각제 노즐 캐리어는 내부 냉각제 채널(22)을 가지는 중심 레그(center leg)(21)를 포함한다. 중심 레그(21)는 지지 바(23)에 의해 지지된다(도 2 참조). 냉각제 도관들(24)은 지지 바(23)의 좌측으로 그리고 우측으로 연장한다. 냉각제 도관들(24)은 (가요성 호스들과 대조적으로) 연마 기계의 스핀들 지지 섹션으로부터 노즐 캐리어(20)로의 냉각제 유동을 가능하게 하는(enabling) 강성 튜브들이다. 지지 바(23) 및 냉각제 도관들은 캐리어 하우징(25)에 의해 지지되어 이동가능하다. 캐리어 지지부(25)는 지지 바(22)를 신축자재식으로(telescopically) 지지하며, 그리고 냉각제 도관들(24)은 지지 바에 평행하다. 신축자재식 지지부는 중심 레그(20)의 축 방향 이동을 그리고 따라서 노즐 캐리어(20)의 축 방향 이동을 가능하게 한다. 대응하는 축 방향 변위는 연마 디스크(15)에 대해 중심 레그(21)의 높이를 조절하는 것을 가능하게 한다. 아래에서 명백해질 것인 바와 같이, 이러한 축 방향 조절은, 연마 디스크(15)에 대하여 노즐들(35, 36, 37)을 축 방향으로 위치결정하는 것을 가능하게 하며, 그리고 따라서 노즐들(35, 36, 37)에 의해 방출되는 각각의 냉각제 제트들(30)을 축 방향으로 위치결정하는 것을 가능하게 한다. 도 1 및 도 2에서, 노즐들은, 하지만 더 양호한 그래프 표시의 목적을 위해, 연마 디스크로부터 축 방향으로 오프셋된다.

도 2 내지 도 6에서 가장 잘 보일 수 있는 바와 같이, 중심 레그(21)는 (선택적인) 축 방향 변위 부재(29)를 통해 2개의 측면 레그들(31)을 지지한다. 측면 레그들(31)은 중심 레그(21)의 좌측에 그리고 우측에 부착된다. 측면 레그들이 가공물(60) 등과 충돌하는 경우에 플렉스 어웨이(flex away) 하는 것을 가능하게 하는 힌지들(26)이 측면 레그(31) 및 중심 레그(21) 중간에 있다. 이러한 예에서, 힌지들은, 중심 레그(21)의 내부 냉각제 채널을 측면 레그들(31)의 대응하는 내부 냉각제 채널과 연결시키기 위해 냉각제 통로(27)를 제공하는 중앙 보어를 가지는 볼-앤-소켓 조인트들(ball-and-socket joints)이다.

여기서, 발명자는, 축 방향 변위 부재들(29)이 중심 레그(21)의 부분이 되지만, 물론 이 축 방향 변위 부재들이 또한, 측면 레그들의 부분이 되도록 고려될 수 있으며, 그리고 힌지가 이에 따라 배치될 수 있는 것을 고려하였다. 축 방향 변위 부재들(29)은 또한, 생략될 수 있다. 하지만, 존재한다면, 축 방향 변위 부재들은 바람직하게는, 중심 레그의 냉각제 유입구(22) 및 측면 레그(31)의 냉각제 채널과 유체 연통하는 상태에 있는 내부 냉각제 채널을 포함한다.

측면 레그들(31)은 냉각제 채널을 통해 중심 레그(21)의 냉각제 유입구(22)와 유체 연통하는 다수의 노즐들(35)을 각각 지지한다. 이러한 노즐들(35)은 하나의 평면에 정렬되고, 중심 레그(21)의 축 방향 조절 후에, 이러한 노즐들은 회전 축(2)에 대해 수직이도록 그리고 연마 디스크의 주변 링 표면(18)을 교차하도록 구성된다(도 2f 참조).

추가적으로, 측면 레그들 각각은 노즐들(36)을 포함하며, 노즐 캐리어(20)의 축 방향 조절 후에, 이 노즐들은 연마 디스크(15)의 전방 표면(16)을 향하여 경사진 각도로 대면한다. 노즐 캐리어의 노즐들(37)은 연마 디스크(15)의 후방 표면(17)을 향하여 경사진 각도로 대면한다.

노즐 캐리어(20)는 회전 축(2) 주위에서의 노즐 캐리어(20)의 회전을 가능하게 하도록 지지되어 회전가능하다(도 1 및 도 2 참조). 이러한 예에서, 캐리어 지지부(25)는 베어링 링(40)에 부착된다. 회전 지지부(40)는 스핀들 지지부에 견고하게 부착되는 제1 베어링 링(41)을 포함한다. 제1 베어링 링(41)은 회전 축(2)과 중심을 맞춘다(centered). 제2 베어링 링은 제1 베어링 링에 관하여 지지되어 회전가능하고 그리고 또한 회전 축과 중심을 맞춘다. 2개의 베어링 링들(41, 42)은 제1 베어링 링(41)의 냉각제 유입구(43)와 제2 베어링 링(42)의 냉각제 유출구(44) 사이에 유밀형 로터리 조인트(fluid tight rotary joint)를 제공하여, 회전가능한 지지부(40) 및 캐리어 지지부(25)를 통해 냉각제 유동을 냉각제 도관들(24)로 제공하는 것을 가능하게 한다. 이 냉각제 도관들로부터, 냉각제는 중심 레그의 냉각제 채널(22) 및 측면 레그들(31)의 냉각제 채널을 통해 노즐들(35, 36, 37)로 유동할 수 있다. 모터(49)는 제2 베어링 링(42)을 구동시키고, 그리고 따라서 회전 축(2) 주위에서 노즐 캐리어(20)를 회전시키는 것을 가능하게 한다.

도 3 및 도 4에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 중심 레그(21)는 지지 바(23) 및 냉각제 도관들(24)로부터 분리될(decoupled) 수 있다. 냉각제 제트들(30)은 단지 예시적인 목적들로 묘사된다. 분리된 상태에서, 물론, 노즐들은 냉각제를 방출하지 않는다. 중심 레그(21)는 오목부들(53 및 54)을 포함한다. 오목부(53)는 지지 바(23)를 수용하도록 구성된다. 오목부들(54)은 냉각제 도관들(24)에 연결되는 것에 냉각제 유입구들(28)을 제공한다. 다시 말해, 냉각제 도관들(24)은 오목부들(54) 내로 맞물리도록 구성된다. 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 오목부(53)는 제1 직경 및 감소된 제2 직경을 가지는 관통 구멍이다. 연결 표면(55)은 제1 직경의 부분들을 제2 직경의 부분과 연결시키고 그리고 지지 바(23)에 축 방향 정지부를 제공한다. 지지 바(23)의 오목한 축 방향으로 연장하는 핀(57)은 오목부(53)를 통해 연장한다. 중심 레그(21)에 이동가능하게 부착되는 슬라이더(slider)(56)(도 4)는 오목한 핀(57)과 맞물리고(도 2 참조), 그리고 오목부(53)에서 지지 바(23)를 인터로킹한다(interlock). 이러한 포지션에서, 냉각제 도관들은 또한, 도 5 및 도 6에서 도시되는 바와 같이, 이들의 최종 포지션에 도달되었다. 해제 포지션으로 슬라이더(56)를 미는 것은 지지 바(23)를 잠금해제하고 그리고 중심 레그(21)(및 중심 레그에 부착된 컴포넌트들)를 제거하는 것 그리고, 예컨대, 상이한 치수들을 갖거나 상이하게 조절된 노즐들을 지지하는 다른 하나로 중심 레그를 교체하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 슬라이더는 잠금 부재(56)이다.

도 5 및 도 6은, 작동 시, 연마 디스크 및 가공물(60)에 대한 노즐 캐리어(20)의 포지션을 도시한다. 화살표(3)는 연마 디스크의 회전 방향을 나타낸다. 볼 수 있는 바와 같이, 노즐들 중 일부는 회전 방향(3)에 반대로 향하여, 이에 의해 연마 표면(18)을 깨끗하게 한다(clean off). 또한, 연마 디스크는 냉각을 더 효율적으로 만드는 그 표면의 확장된 섹션에 걸쳐 냉각된다. 도 6의 각도(α)는 도 1 및 도 2에 대해 설명되는 바와 같이 회전 축(2) 주위에서의 노즐 캐리어(20)의 회전을 상징한다.

2 회전 축
3 회전 방향
10 스핀들
12 스핀들 베어링 및 구동 유닛
15 연마 디스크
16 전방 표면(연마 디스크의 표면을 대면하는 스핀들)
17 후방 표면(스핀들에 대향되는 연마 디스크의 표면)
18 연마 디스크의 주변 표면
20 냉각제 노즐 캐리어(간단히 ‘노즐 캐리어’ 또는 단지 ‘캐리어’)
21 중심 레그
22 내부 냉각제 도관
23 지지 바
24 냉각제 도관
25 캐리어 지지부
26 힌지/볼-앤-소켓 조인트
27 냉각제 통로
28 냉각제 유입구
29 축 방향 변위 부재(선택적임)
30 냉각제 제트들
31 측면 레그
35 노즐
36 노즐
37 노즐
40 회전 지지부
41 제1 베어링 링
42 제2 베어링 링
43 냉각제 유입구
44 냉각제 유출구
45 냉각제 도관
46 슬라이더
49 모터
53 오목부
53 오목부
55 연결 표면
56 슬라이더/잠금 부재
57 핀
60 가공물

Claims

연마 기계용 냉각제 노즐 캐리어(coolant nozzle carrier)(20)로서,
상기 연마 기계는 회전 축(2)을 갖는 연마 디스크(grinding disc)(15)를 지지하고 그리고 구동시키기 위한 연마 스핀들(spindle)(10)을 가지며,
상기 냉각제 노즐 캐리어(20)는 적어도 2개의 냉각제 노즐들(35, 36, 37)을 포함하며,
상기 노즐 캐리어(20)는 적어도 중심 레그(center leg)(21) 및 상기 중심 레그(21)에 부착되어 있는 2개의 측면 레그들(side legs)(31)을 더 포함하고,
상기 측면 레그들(31)은 상기 적어도 하나의 노즐(35, 36, 37)을 각각 지지하며,
상기 측면 레그들(31)은 하나의 평면에서 연장하고 그리고 상기 연마 디스크를 수용하도록 구성되어 있는 공간을 에워싸는(embrace),
연마 기계용 냉각제 노즐 캐리어(20).
제1 항에 있어서,
상기 중심 레그(21)는 적어도 하나의 냉각제 유입구(inlet)(28)를 포함하며, 그리고 상기 측면 레그들(31) 및 상기 중심 레그(21) 각각은 상기 냉각제 노즐들(35, 36, 37)과 상기 냉각제 유입구(28) 사이에 유체 연통을 제공하는 내부 냉각제 채널(internal coolant channel)(22)을 포함하는,
연마 기계용 냉각제 노즐 캐리어(20).
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 측면 레그들(31)은 상기 중심 레그(21)에 선회가능하게(pivotably) 부착되며, 그리고/또는 상기 측면 레그들 각각은, 상기 측면 레그들(31)의 자유 단부들이 바깥쪽으로 선회하는 것을 가능하게 하는 힌지(hinge)(26)를 포함하는,
연마 기계용 냉각제 노즐 캐리어(20).
제3 항에 있어서,
상기 선회가능한 부착부 및/또는 힌지들(26)은 상기 2개의 측면 레그들(31) 사이에 최소 거리를 규정하는 정지부(stop)를 제공하며, 그리고 상기 측면 레그들(31)은 상기 정지부에 대해 스프링 로딩되는(spring loaded),
연마 기계용 냉각제 노즐 캐리어(20).
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중심 레그(21)는 지지 바(support bar)(23)에 의해 지지되며, 상기 지지 바(23)는 상기 중심 레그(21)에 수직으로 연장하는,
연마 기계용 냉각제 노즐 캐리어(20).
제5 항에 있어서,
상기 지지 바(23) 및/또는 상기 중심 레그(21)는 상기 지지 바(23)와 상기 중심 레그(21) 사이의 연결을 해제하기 위해 잠금 부재(locking member)(56)를 포함하는,
연마 기계용 냉각제 노즐 캐리어(20).
제5 항 또는 제6 항에 있어서,
상기 지지 바(23)는 상기 중심 레그(21)의 상기 냉각제 채널(22)과 유체 연통한 상태로 배치되고 있는 냉각제 도관(conduit)을 포함하는,
연마 기계용 냉각제 노즐 캐리어(20).
제2 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중심 레그의 냉각제 유입구(28)는 냉각제 도관(24)에 연결되며, 상기 냉각제 도관(24)은 상기 회전 축(2)에 평행한 상기 중심 레그(21)에 수직으로 연장하는 길이 방향 축을 가지는,
연마 기계용 냉각제 노즐 캐리어(20).
제8 항에 있어서,
상기 냉각제 도관(24) 및 상기 중심 레그의 냉각제 유입구(28)는 상기 냉각제 도관(24)과 상기 중심 레그의 냉각제 유입구(28)를 커플링시키고(couple) 그리고 분리시키는(decouple) 것을 가능하게 하는 해제가능한 커플링(releasable coupling)을 형성하는,
연마 기계용 냉각제 노즐 캐리어(20).
제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중심 레그(21)는 회전가능하게 지지되며, 상기 중심 레그(21)의 회전 축은 상기 스핀들의 회전 축(2)인,
연마 기계용 냉각제 노즐 캐리어.
제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉각제 노즐 캐리어는, 상기 연마 디스크(15)의 주변 표면(18)을 향하여, 그러나 상기 연마 디스크(15)의 회전 방향(3)에 반대로 접선 방향으로(tangentially) 지향하는 냉각제 유출구를 가지는 적어도 하나의 노즐(35)을 포함하는,
연마 기계용 냉각제 노즐 캐리어.
제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉각제 노즐 캐리어는, 상기 연마 디스크(15)의 주변 표면(18)을 향하여, 상기 연마 디스크(15)의 회전 방향(3)으로 접선 방향으로 지향하는 냉각제 유출구를 가지는 적어도 하나의 노즐(35)을 포함하는,
연마 기계용 냉각제 노즐 캐리어.
제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉각제 노즐 캐리어는 상기 연마 디스크(15)의 전방 또는 후방 측면(13, 17)을 향하여 지향하는 냉각제 유출구를 가지는 적어도 하나의 노즐(37)을 포함하는,
연마 기계용 냉각제 노즐 캐리어.
회전 축(2)을 갖는 연마 디스크(15)를 지지하고 그리고 구동시키기 위한 연마 스핀들(10)을 가지는 연마 기계로서,
상기 연마 기계는 제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 따른 상기 냉각제 노즐 캐리어(20)를 포함하는,
회전 축을 갖는 연마 디스크를 지지하고 그리고 구동시키기 위한 연마 스핀들을 가지는 연마 기계.
제14 항에 있어서,
상기 연마 기계는,
제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항의 제1 냉각제 노즐 캐리어(20)─상기 측면 레그들은 제1 직경을 규정하는 공간을 에워쌈─,
제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항의 제2 냉각제 노즐 캐리어(20)─상기 측면 레그들은 제2 직경을 규정하는 공간을 에워쌈─, 및
상기 제1 냉각제 노즐 캐리어(20)를 수송하고 상기 제1 냉각제 노즐 캐리어(20)를 상기 제2 냉각제 노즐 캐리어(20)로 교체하도록 구성되고 그리고 이와 반대로 구성되는 냉각제 노즐 교환 장치를 포함하는,
회전 축을 갖는 연마 디스크를 지지하고 그리고 구동시키기 위한 연마 스핀들을 가지는 연마 기계.