KR20210122257A - 클램핑 장치 - Google Patents

Abstract

인입 니플(7)을 클램핑하기 위한 클램핑 장치로서, 클램핑 장치는 클램핑 요소(11)를 포함하고, 클램핑 요소는 구동 모터(9)에 의해 웜 기어(13)를 통하여 인입 니플(7)이 클램핑 장치의 수용 개구부(8) 안으로 진입 가능하고 이러한 수용 개구부로부터 인출 가능한 열림 위치와 수용 개구부(8) 내에 진입된 인입 니플(7)이 이러한 수용 개구부 내에 유지되는 클램핑 위치 사이에서 축 방향으로 조절 가능하고, 클램핑 장치는 구동 모터(9)의 회전자(31)와 기계적으로 결합된 회전부(40)를 갖는 임펄스 유닛(12)을 포함하고, 웜 기어(13)를 통한 클램핑 요소(11)의 축방향 조절을 위해 이러한 회전부로부터 회전 시마다 적어도 1회로 회전 임펄스가 임펄스 유닛(12)의 임펄스 수용부(41)에 전달 가능한, 클램핑 장치.

Description

클램핑 장치

본 발명은 인입 니플을 클램핑하기 위한 클램핑 장치에 관한 것으로 클램핑 장치는 클램핑 요소를 포함하고, 클램핑 요소는 구동 모터에 의해 웜기어를 통하여 인입 니플이 클램핑 장치의 수용 개구부 안으로 진입 가능하고 이러한 수용 개구부로부터 인출 가능한 열림 위치 및 수용 개구부 내에 진입된 인입 니플이 이러한 수용 개구부 내에 유지되는 클램핑 위치 사이에서 축 방향으로 조절 가능하다.

클램핑 시스템으로도 지칭되는 클램핑 장치는, 가공 장소에서 공작물을 가공하고 및/또는 하나의 가공 장소로부터 다음 가공 장소로 이송하기 위해 공작물을 고정하는 역할을 한다. 클램핑 장치의 영점(zero point)에서 공작물의 위치는 3개의 축과 관련하여 확정되어 있다. 하나의 축과 관련하여서만 확정된("Z" 고정) 클램핑 장치도 공지되어 있다.

종래 형성방식에서 공작물 또는 공작물을 지지하며 대부분 팔레트로 지칭되는 지지체는 적어도 하나의 인입 니플을 포함하고, 인입 니플은 클램핑 장치의 닫힌 상태에서 클램핑 장치의 수용 개구부 내에 유지된다. 이를 위해 인입 니플은 적어도 하나의 환형 그루브를 포함하고, 클램핑 장치가 닫힌 상태에서 이러한 환형 그루브 내에는 예컨대 클램핑 볼들과 같은 맞물림 요소들이 맞물린다. 높은 클램핑 힘이 필요할 시, 통상적으로 유압 모터들이 사용되어야 한다.

서두에 언급한 종류의 클램핑 장치는 WO 2014/044390 A1으로부터 추론된다. 클램핑 요소의 클램핑 위치에서 클램핑 볼들은 수용 개구부 내에 진입된 인입 니플의 환형 그루브 안으로 압입되고, 이로써 클램핑 장치가 닫힌다. 클램핑 장치의 열림을 위해, 클램핑 요소는 축방향에서 클램핑 위치로부터 열림 위치로 조절되는데, 이러한 열림 위치에서 클램핑 볼들은 환형 그루브와의 맞물림이 해제될 수 있다. 클램핑 위치와 열림 위치 사이에서 클램핑 요소의 축방향 조절은 구동 모터를 이용하여 웜 기어를 통하여 수행된다. 웜 기어는 내부 나사산을 갖는 고정적 외부 부품을 포함하고, 이러한 부품은 클램핑 장치의 하우징부에 의해 형성된다. 이러한 외부 부품의 내부 나사산과 웜 기어의 내부 부품의 외부 나사산이 맞물리며, 내부 부품은 다시 클램핑 요소와 연결된다. 웜 기어의 회전 가능한 내부 부품은 구동 모터에 의해 2단 유성 기어를 통하여 구동된다. 따라서 이러한 유성 기어는 웜 기어의 회전 가능한 내부 부품을 이용하여 높이 조절 가능하게 형성되어야 한다. 종합적으로 이는 복잡한 구성을 초래한다. 발생되는 부착 마찰 및 미끄럼 마찰과 관련하여 구동 모터의 모멘트- 및 회전수 제어가 필요하다. 완전한 클램핑- 및 해제 절차를 위한 달성 가능한 사이클 시간은 비교적 길다. 구동 모터의 도입된 구동 출력에 대하여 조달되는 클램핑 출력의 비율은 비교적 낮다.

본 발명의 과제는 높은 클램핑 힘을 가능하게 하는 서두에 언급한 종류의 유리한 클램핑 장치를 제공하는 것이다. 본 발명에 따르면 이는 제 1 항의 특징들을 포함하는 클램핑 장치에 의하여 해결된다.

본 발명에 따른 클램핑 장치는 임펄스 유닛을 포함하고, 임펄스 유닛은 구동 모터의 회전자(rotor)와 기계적으로 결합된 회전부를 포함한다. 회전부로부터, 회전 시마다 적어도 1회로 회전 임펄스가 임펄스 유닛의 임펄스 수용부에 전달 가능함으로써, 클램핑 요소의 축방향 조절이 웜 기어를 통해 수행된다. 본 발명의 유리한 실시 형태에서 회전부는 임펄스 수용부의 수용 공간 내에 배치된다. 임펄스 수용부는 유리한 방식으로 직접적으로 웜 기어의 회전 가능한 부품일 수 있고, 즉 나사산, 바람직하게는 외부 나사산을 포함할 수 있으며, 이러한 외부 나사산은 웜기어의 회전 가능하지 않은 부품의 나사산, 바람직하게는 내부 나사산과 맞물린다. 웜 기어의 회전 가능하지 않은 부품은 축방향으로도 이동 가능하지 않을 수 있어서, 임펄스 수용부는 임펄스 유닛의 중앙 종축 둘레에서의 회전 시 축방향으로 조절된다. 웜 기어의 회전 불가능하고 축방향 이동 불가능한 이러한 부품은 바람직하게는 클램핑 장치의 하우징부를 가리킨다. 그러나 웜기어의 회전 가능한 부품이 임펄스 수용부와 기계적으로 결합된 별도의 부품을 가리키는 경우도 가능하고 이를 고려할 수 있다.

임펄스 유닛의 임펄스 수용부에 회전 임펄스가 전달되는 것은 연속적으로 수행되지 않고 간헐적으로 수행된다. 바꾸어 말하면, 연속적으로 구동되는 임펄스 유닛의 회전부로부터 회전 모멘트가 임펄스 수용부에 간헐적으로 가해진다. 즉, 회전부의 회전 시마다, 적어도 1회는 회전부의 회전각의 90°보다 작은 영역을 통하여 회전 모멘트가 임펄스 수용부에 가해지는 반면, 회전부의 회전각의 나머지 영역을 통해서는 회전 모멘트가 임펄스 수용부에 가해지지 않는다.

회전 임펄스 전달은 나란히 가동하는 2개의 정지면을 통하여 수행될 수 있다. 그러나 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 회전 임펄스 전달은 유압식으로 수행된다.

이와 같은 임펄스 유닛들은 종래에 임펄스 렌치 또는 임팩트 렌치에 장착된다. 유압식 회전 임펄스 전달을 포함하는 임펄스 렌치는 예컨대 EP 1 502 707 A2, DE 10 2007 045 695 A1 및 EP 1 920 887 A1으로부터 추론된다. DE 43 43 582 A1으로부터 특히 임펄스 렌치를 위한 임펄스 구동 시스템이 추론되는데, 이때 회전부로부터 임펄스 수용부로 회전 임펄스 전달은 기계적으로 수행된다. 임펄스 수용부는 오일베드 내에서 리턴 스프링의 힘에 반하여 반경으로 이동 가능한 왕복 피스톤을 포함하고, 이러한 왕복 피스톤쪽으로 회전부가 가동힌다.

본 발명에 따른 형성방식에 의해, 효과적 방식으로 매우 높은 클램핑힘이 조달될 수 있다. 높은 클램핑힘을 조달하기 위해, 구동 모터로서 반드시 유압 모터가 필요한 것은 아니며 이러한 클램핑힘은 전기적 구동 모터를 이용하여도 얻어질 수 있다.

본 발명의 유리한 실시 형태에서, 구동 모터의 회전자는 임펄스 유닛의 회전부와 축방향으로 이동 가능하지 않게 연결되고 구동 모터의 고정자(stator)에 대해 축방향으로 이동 가능하다. 이를 통해 간단하면서도 견고한 형성방식이 가능하게 된다. 특히 구동 모터는 전기적 외부 회전자 모터를 가리킬 수 있다. 이러한 모터는 바람직하게는 브러시리스로 형성될 수 있다. 회전자는 유용한 방식으로 영구 자석들을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 영구 자석들은 고정자의 코일들보다 큰 축방향 확장부를 포함한다. 이로써, 영구 자석들의 부분들이 고정자의 코일들의 전체 축방향 확장부에 걸쳐 이러한 고정자에 대해 대향하고 더욱이 회전자의 서로 상이한 축방향 위치들에서 대향하는 것이 가능하게 된다.

임펄스 유닛의 회전부가 구동 모터의 회전자와 연결되는 것은 바람직하게는 구동 모터의 회전자에 의해 구동되는 구동 샤프트를 통해 직접적으로 수행된다. 구동 샤프트는 예컨대 임펄스 유닛의 회전부에 성형될 수 있거나 임펄스 유닛에 고정적으로 고정될 수 있고 회전자의 개구부에 수용될 수 있다. 회전자에 구동 샤프트가 성형되거나 고정되고 회전부의 개구부 내에 수용되는 것도 가능하고 고려할 수 있다. 이때 각각, 구동 샤프트는 원형과 상이한 횡단면 형태를 포함하고 구동 샤프트를 수용하는 개구부는 이에 대응하는 횡단면 형태를 포함한다.

유리한 방식으로, 클램핑 장치는 임펄스 유닛의 회전부의 축방향 위치를 감지하기 위한 센서를 포함한다. 특히, 이를 위해 리미트 스위치가 제공될 수 있고, 리미트 스위치는 회전부를 구동시키는 구동 샤프트와 연결된 부품에 의해 또는 구동 샤프트의 단부 자체에 의해 작동될 수 있다.

이하, 본 발명의 다른 이점들 및 상세사항은 첨부 도면을 참조로 설명된다. 도면은 다음과 같다:
도 1 및 도 2는 수용 개구부 내에 장착된 인입 니플을 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 클램핑 장치를 이러한 클램핑 장치의 열린 상태, 즉 클램핑 요소의 열림 위치에서 평면도 및 측면도로 도시한다.
도 3은 도 1의 AA 선분을 따른 단면을 도시한다.
도 4는 도 3과 유사한 단면이나, 클램핑 요소의 중간 위치에서 도시한다.
도 5는 도 3과 유사한 단면이나, 클램핑 장치의 닫힌 상태, 즉 클램핑 요소의 클램핑 위치에서 도시한다.
도 6은 도 3과 유사한 단면이나, 인입 니플을 포함하지 않고 클램핑 요소의 최종 위치에서 도시한다.
도 7은 도 2의 BB 선분을 따른 단면을 도시한다.
도 8은 절단된 분해도를 도시한다.
도 9는 도 5에 상응하는 단면으로 약간 수정된 실시 방식에 대한 도면이다.
도 10은 도 6에 상응하는 단면으로, 본 발명의 다른 실시예를 도시한다.
도 11은 도 10의 CC 선분을 따른 단면을 도시한다.
도면들은 상이한 축척을 포함한다.

본 발명에 따른 클램핑 장치의 일 실시예는 도 1 내지 도 8에서 부분적으로 간략화되어 도시되어 있다.

클램핑 장치는 하우징을 포함하고, 하우징은 복수의 하우징부에 의해 형성되며, 실시예에서 4개의 하우징부(1-4)에 의해 형성되고, 이러한 하우징부들은 스크류들(5, 6)에 의해 서로 연결된다.

인입 니플(7)은 하우징부(1)에서의 개구부를 통하여 클램핑 장치의 수용 개구부(8) 내에 진입 가능하고 이러한 수용 개구부 내에서 클램핑 가능한데, 이는 이하에 설명되는 바와 같다.

하우징부(1)는 스크류 플랜지(1a)를 이용하여 다른 기계부에 고정될 수 있다.

클램핑 장치의 닫힘 및 열림을 위해, 전기적 구동 모터(9)가 역할하고, 전기적 구동 모터는 고정자(30) 및 구동 모터(9)의 중앙 종축(35) 둘레에서 회전 가능한 회전자(31)를 포함한다. 구동 모터(9)의 제어는 전자 제어 유닛(10)에 의해 수행된다. 하우징부(4) 내에 유지되며 전자 소자들이 장착되는 회로기판은 개략적으로 암시되어 있다.

구동 모터는 실시예에서 브러시리스 외부 회전자 모터의 형태로 형성되고, 이때 회전자(31)는 영구 자석들(32)을 구비한다. 고정자(30)는 하우징부(3)와 통합적으로 형성된다. 이를 위해, 하우징부(3)의 외부 옆면은 연결 브리지를 통하여 원통형 내부 부품과 연결되고, 이러한 내부 부품은 고정자(30)의 코일들(33)을 지지한다.

구동 모터(9)는 도 3의 참조 시 클램핑 장치가 열려 있는 열림 위치와 도 5의 참조 시 클램핑 장치가 닫히고 인입 니플이 수용 개구부(8) 내에 클램핑되는 클램핑 위치 사이에서 클램핑 요소(11)의 축방향 조절을 위해 역할한다. 클램핑 요소(11)의 축방향 조절은 임펄스 유닛(12) 및 웜기어(13)를 통해 수행된다.

임펄스 유닛(12)은 임펄스 유닛(12)의 중앙 종축(49) 둘레에서 회전 가능한 회전부(40)를 포함하고, 이러한 회전부는 구동 모터(9)의 회전자(31)와 기계적으로 결합된다. 즉, 회전부(40)는 구동 모터(9)의 회전자(31)의 회전 시 연속적으로 중앙 종축(49) 둘레에서 회전되며, 임펄스 유닛(12)의 중앙 종축(49) 및 구동 모터(9)의 중앙 종축(35)은 실시예에서 공통 직선상에 위치하며, 이는 바람직한 바와 같다.

실시예에서, 구동 모터(9)의 회전자(31)와 임펄스 유닛(12)의 회전부(40) 사이의 기계적 연결은 직접적으로 구동 샤프트(14)를 통하여 수행되고, 구동 샤프트는 회전부(40)에 성형된다. 구동 샤프트(14)는 일부분에서 원형과 상이한 윤곽을 포함하고, 이러한 부분을 이용하여 대응 윤곽을 포함하는 회전자(31)의 개구부(34) 안으로 돌출한다. 개구부(34)의 다른 측에서 회전자(31)로부터 돌출하는 구동 샤프트(14)의 부분은 외부 나사산을 포함한다. 이러한 외부 나사산 상에는 리미트 스위치(17)를 위한 성형된 릴리즈핀(16)을 포함하는 너트(15)가 나사 체결된다.

또한, 임펄스 유닛(12)은 임펄스 수용부(41)를 포함하고, 임펄스 수용부는 마찬가지로 중앙 종축(49) 둘레에서 회전 가능하다. 이러한 임펄스 수용부(41)는 밀봉된 수용 공간(42)을 포함하고, 이러한 수용 공간 내에 회전부(40)가 수용된다. 그 외에, 수용 공간(42)은 도면들에 별도로 도시되지 않은 유압 유체로 충진된다.

실시예에서, 임펄스 수용부(41)는 포트형(pot shaped) 베이스부(41a) 및 리드(41b)를 포함한다. 베이스부(41a)의 바닥은 개구부를 포함하고, 구동 샤프트(14)는 실링(43)을 이용하여 밀봉되며 이러한 개구부를 관통하며 통과된다. 리드(41b)는 베이스부(41a)에 대하여 마찬가지로 실링(44)을 이용하여 밀봉된다. 또한, 베이스부(41a)의 바닥의 개구부의 영역에서 그리고 리드(41b)의 함몰부 내에 볼 베어링들(45, 46)이 배치되고, 이러한 볼 베어링들을 이용하여 회전부(40)가 회전 가능하게 지탱된다. 볼 베어링(45)은 구동 샤프트(14)를 둘러싸고, 볼 베어링(46)은 회전부(40)의 핀형 연장부를 둘러싼다. 베이스부(41a)의 바닥에서 볼 베어링(45)을 유지시키기 위해 바닥에 나사 체결된 홀더 환(47)이 역할한다.

임펄스 수용부(41)는 수정되어 형성될 수도 있다. 따라서 임펄스 수용부의 옆면 및 리드를 형성하는 포트형 부품이 제공될 수 있는데, 이러한 부품은 별도의 바닥에 의해 닫히고, 이러한 바닥은 포트형 부품에 대해 밀봉되며 구동 샤프트(14)가 통과하기 위한 개구부를 포함한다.

임펄스 렌치에 대해 공지된 바와 같이, 수용 공간(42)은 횡단면에서 관찰할 시(도 7) 원형으로 제한되지 않고 원형에 대하여 일 방향으로 약간 종측으로 연장된다(타원형). 회전부는 원형 외부 윤곽을 포함한다. 따라서 도 7을 참조하면 회전부(40)의 둘레에 걸쳐 회전부(40)와 임펄스 수용부(41) 사이에 상이한 폭의 틈새가 존재한다. 도 7을 참조하면, 임펄스 수용부의 서로 대향하는 2개의 위치에서 이러한 틈새는 최소폭을 포함하고, 이에 대해 90°만큼 이격되는 2개의 위치에서 틈새는 최대폭을 가진다. 회전부(40)의 서로 대향하는 2개 위치에서 회전부(40)와 임펄스 수용부(41) 사이의 틈새는 각각 실링 요소(48)에 의해 가교되고, 즉 회전부(40)는 이러한 대향하는 위치들에서 수용 공간(42)을 제한하는 임펄스 수용부(41)의 벽에 대하여 적어도 가급적으로 밀봉된다. 실링 요소들(48)은 예컨대 원통형 몸체들에 의해 형성되고, 원통형 몸체들은 회전부(40)의 옆면 내에서 그루브들에 배치된다. 회전부(40)의 회전에 의해, 이러한 원통형 몸체들은 임펄스 수용부(41)의 벽쪽으로 가압된다.

또한, 회전부(40) 내에 채널들(50, 51)이 배치되고, 이러한 채널들은 실링 요소들(48)에 의해 밀봉되는 틈새 공간들 사이에 유압 유체를 전달하기 위해 역할한다. 이러한 채널들(50, 51)은 도 7에서 파선으로 암시되어 있으며 서로 상이한 높이로 회전부(40) 내에서 연장된다. 채널(50)은 실링 요소들(48)이 배치되는 그루브들 사이에 연장된다. 채널(51)은 이에 대해 직각으로 연장된다. 채널들(50, 51)은 예컨대 도 3을 참조하면 축방향으로 연장되는 연결 채널(52)을 통하여 서로 연결된다. 연결 채널은, 스프링(53)에 의해 영향을 받는, 바람직하게는 볼 형상의 폐쇄 몸체(54)에 의해 폐쇄된다. 채널(50) 내에서 유압 유체의 압력의 문턱값이 초과되면, 유압 유체는 폐쇄 몸체(54)가 리프팅되면서 채널(51) 안으로 유동할 수 있다. 가해지는 회전 모멘트는 스프링(53)의 프리텐션에 따라 좌우된다. 스프링의 프리텐션은 조절 스크류를 이용하여 조절 가능하게 형성될 수 있다. 스프링(53)에 의해 영향받는 폐쇄 몸체(54) 대신, 예컨대, 이에 상응하는 작은 관류 횡단면을 갖는 연결 채널(52)이 형성되어 이러한 연결 채널이 스로틀로 작용하는 것도 고려될 수 있다.

따라서, 회전부(40)의 회전 시, 회전부(40)와 임펄스 수용부(41) 사이의 틈새 내에 위치하는 유압 유체는, 각각의 실링 요소(48)가 임펄스 수용부(41)의 타원형으로 만곡된 영역의 말단에 도달할 때 각각 압력의 영향을 받으며, 적어도 압력의 문턱값이 초과된 후 유압 유체는 실링 요소(48)와 회전부(40) 사이의 틈새를 통과하여 채널(50) 안으로 유동할 수 있고, 추가로 연결 채널(51)을 통하여 채널(51) 안으로 유동할 수 있으며, 이 위치로부터 회전부(40)와 임펄스 수용부(41) 사이의 압력 영향을 받지 않은 틈새 공간들 중 하나의 틈새 공간으로 유동할 수 있다.

클램핑 요소(11)를 조절하기 위해, 구동 모터(9)에 의해 회전부(40)의 회전 시, 실시예에서 회전부(40)의 각각의 회전 시 2회로 회전부(40)로부터 임펄스 수용부(41)로 회전 모멘트가 가해지고 이때 회전부(40)로부터 임펄스 수용부(41)로 회전 임펄스 전달이 이루어진다.

예컨대 회전부에 배치되는 하나의 실링 요소만이 회전부(40)와 임펄스 수용부(41) 사이의 틈새를 밀봉하기 위해 제공될 수 있어서 회전 시 마다 1회로만 회전 임펄스 전달이 이루어지거나, 또는 2개를 초과하는 이러한 실링 요소가 제공될 수 있어서 회전 시마다 이에 상응하는 수의 회전 임펄스 전달이 이루어진다.

임펄스 수용부(41)로 반복적인 회전 임펄스 전달에 의하여, 임펄스 수용부는 임펄스 유닛(12)의 중앙 종축(49) 둘레에서 회전되어, 클램핑 요소(11)가 열림 위치와 클램핑 위치 사이에서 조절된다. 이때 임펄스 수용부(41)의 회전 운동은 웜 기어(13)에 의하여 축 운동으로 변환되고, 즉 웜 기어(13)의 중앙 종축에 대해 평행한 운동으로 변환되며, 웜 기어(13)의 중앙 종축은 임펄스 유닛(12)의 중앙 종축(49)과 일치한다(=공통의 직선상에 위치함). 실시예에서, 이를 위해 임펄스 수용부(41) 자체가 외부 나사산(60)을 구비하고, 이러한 외부 나사산은 하우징부(13)의 내부 나사산(61)과 연동한다. 하우징부(13)의 내부 나사산(61)은 중앙 종축(49) 둘레에서 임펄스 수용부(41)의 회전을 안내한다. 이로써 내부 나사산(61)은 임펄스 유닛(12)의 중앙 종축(49)에 대해 동심으로 회전부(40)도 유지시킨다. 실시예에서, 이를 통해 또한 회전자(31)도 구동 모터(9)의 중앙 종축(35)에 대해 동심으로 유지되며, 이때 다른 형성방식도 가능하다.

예컨대 강으로 구성된 임펄스 수용부(41)에 대해 양호한 미끄럼 특성을 얻기 위해, 내부 나사산(61)을 포함하는 하우징부(13)는 청동으로 형성될 수 있다.

따라서 실시예에서 웜 기어(13)의 회전되는 부품은 동시에, 이러한 회전 운동에 의해 축방향으로(=중앙 종축(49)에 대해 평행하게) 이동되는 부품이다.

이미 언급한 바와 같이, 임펄스 유닛(12)의 회전부(40)는 (임펄스 유닛(12)의 중앙 종축(49) 또는 구동 모터(9)의 중앙 종축(35)과 관련하여) 축방향으로 이동 가능하지 않게 구동 모터(9)의 회전자(31)와 연결된다. 따라서 임펄스 수용부(41)의 축방향 조절 시, 회전자(31)는 고정자(30)에 대하여 축방향으로(=중앙 종축(35)에 대해 평행하게) 움직인다. 도 3 내지 도 6을 참조하면, 고정자(30)에 대해 상대적인 회전자(31)의 모든 축 위치들에서 회전자(31)의 영구 자석들(32)의 부분들이 고정자(30)의 코일들(33)에 대해 축방향으로 대향하려면, 영구 자석들(32)은 코일들(33)보다 큰 축방향 연장부를 포함한다.

웜 기어(13)에 의해 야기되는 임펄스 수용부(41)의 축방향 운동에 의해, 클램핑 장치의 열림 및 닫힘이 수행된다. 이를 위해 임펄스 수용부(41)는 축방향으로 이동가능하지 않게 클램핑 요소(11)와 연결된다. 이를 위해 실시예에서는 2개의 하프환(half ring)(18, 19)이 제공되고, 하프환들은 축방향에서 이격되어 돌출하는 2개의 브리지(20)를 각각 포함한다. 각각의 하프환(18, 19)의 브리지들(20) 중에 하나는 임펄스 수용부(41)의 베이스부(41a)의 외측에서 그루부(21) 내에 맞물리고, 다른 하나는 클램핑 요소(11)의 외측에서 그루부(22) 내에 맞물린다. 수정된 형성방식들도 가능하고 고려할 수 있다. 예컨대 임펄스 수용부(41)가 클램핑 요소(11)와 일체형으로 형성되는 것도 가능하고 고려할 수 있을 것이다.

클램핑 장치의 닫힘을 위해, 실시예에서 인장 슬리브로 형성되는 클램핑 요소(11)에 의해 클램핑 환(23)은 클램핑 볼들(24) 쪽으로 인장된다. 즉, 클램핑환(23)은 클램핑 요소(11)에 의해 축방향으로 클램핑 볼들(24)로의 방향으로 이동된다. 클램핑 환(23)은 클램핑 볼들(24)과 연동하는 경사면(23a)을 포함한다. 클램핑 환(23)이 경사면(23a)을 이용하여 클램핑 볼들(24) 쪽으로 인장되면, 클램핑 볼들(24)은 반경 안쪽으로 인입 니플(7)의 환형 그루브(7a) 안으로 가압된다. 즉, 클램핑 볼들(24)은 인입 니플(7)을 수용 개구부(8) 내에 고정하기 위해 인입 니플(7)의 환형 그루브(7a)와 연동하는 맞물림 요소들을 형성한다.

클램핑 볼들(24)은 클램핑 볼들(24)과 임펄스 수용부(41) 사이에 배치되는 지지 디스크(25) 상에 위치한다. 지지 디스크(25)와 임펄스 수용부(41) 사이에 스프링(26)이 배치되고, 스프링은 클램핑 볼들(24)로의 방향으로 작용하는 프리텐션 힘을 지지 디스크(25)에 가한다. 여기서 스프링(26)은 디스크 스프링 방식으로 형성된다.

스프링(26)은 임펄스 수용부(41)의 리드(41b)에서 지지된다.

또한, 구동 모터(9)로부터 멀어지는 클램핑 볼들(24)의 측에 개구부 환(27)이 배치된다. 개구부 환은 클램핑 볼들(24)을 향해 있는 말단부를 통하여 반경으로 클램핑 환(23)의 내부에 연장된다. 개구부 환(27)은, 반경으로 이러한 개구부 환이 클램핑 장치의 축방향과 관련하여 최대 확장부를 포함하는 위치 내에서 클램핑 볼들(24)과 연동한다.

클램핑 장치의 열린 상태에서, 개구부 환(27)은 하우징부(1)의 개구부를 둘러싸는 영역에서 하우징부(1)의 내측쪽으로 가압되고 더욱이 스프링(26)의 힘에 의해 가압되며, 이러한 스프링은 지지 디스크(25) 및 클램핑 볼들(24)을 통하여 개구부 환(27)에 작용한다. 지지 디스크(25)와 리드(41b) 사이에 근소한 틈새가 존재할 수 있다. 도 3을 참조하면, 이를 통해 클램핑 볼들(24)은 개구부 환(27)에 의해 반경 바깥쪽으로, 즉 인입 니플(7)의 환형 그루브(7a)로부터 가압된다. 이 위치에서 인입 니플(7)은 하우징부(1)의 개구부를 통하여 수용 개구부(8) 내에 진입될 수 있고, 이러한 수용 개구부로부터 인출될 수 있으며 더욱이 수용 개구부(8)의 중앙 종축(28)에 대해 평행하게 그러할 수 있다. 수용 개구부(8)의 중앙 종축(28)은 임펄스 유닛(12)의 중앙 종축(49)과 함께 공통 직선 상에서 위치하고, 이는 바람직한 바와 같다.

수용 개구부 내에서 인입 니플(7)을 압착하기 위해, 인입 니플(7)은 클램핑 요소(11)의 열림 위치에서 우선 수용 개구부(8) 안으로 진입되는데 도 3에 도시된 바와 같이 인입 니플이 지지 디스크(25)에 인접할 때까지 진입된다.

이후에, 클램핑 요소(11)는 구동 모터(9)를 이용하여 임펄스 유닛(12) 및 웜 기어(13)를 통하여 열림 위치로부터 클램핑 위치로의 방향으로 축방향 조절된다(=수용 개구부(8)의 중앙 종축(28)에 대해 평행하게 이동됨).

도 4에는 중간 위치가 도시되어 있다. 클램핑 요소(11)가 클램핑 요소의 열림 위치에서 시작하여 클램핑 요소의 클램핑 위치 방향으로 주행할 시, 클램핑 환(23)은 클램핑 볼들(24) 쪽으로 인장된다. 클램핑 볼들(24)은 동시에 하우징부(1)의 개구부로부터 멀어지며 인장되므로, 개구부 환(27)에 작용하는 가압력은 하우징부(1)에서 해소되며 이러한 개구부 환은 하우징부(1)로부터 떼내질 수 있다. 클램핑 환(23)의 경사면(23a)에 의하여 클램핑 볼들(24)은 안쪽으로 가압되고, 인입 니플(7)의 환형 그루브(7a) 안으로 가압된다. 도 4를 참조하면, 클램핑 환(23)과 지지 디스크(25) 사이의 거리는 약간 감소하여, 지지 디스크(25)도 리드(41b)로부터 약간 떼내질 수 있다. 도 4는 바로, 클램핑 볼들(24)이 환형 그루부(7a) 내에 압입되고 환형 그루브(7a)의 하부(=하우징부(1)의 개구부로부터 멀어지는) 가장자리에 인접하는, 클램핑 요소(11)의 위치를 도시한다. 따라서 클램핑 위치로의 방향으로 클램핑 요소(11)가 추가로 조절될 시, 인입 니플(7)은 클램핑 볼들(24)에 동반되어 축방향으로 조절되고, 인입 니플은 수용 개구부(8) 안으로 더 인입된다. 클램핑 장치의 닫힌 상태는 도 5에 도시되어 있는데, 이러한 도면에서 클램핑 요소(11)는 클램핑 위치에 위치한다. 인입 니플(7)은 이제, 수용 개구부(8) 안으로 더 인입되어 있어서, 수용 개구부(8)의 중앙 종축(28)에 대해 직각으로 위치한 단차면(7b)은 수용 개구부(8)의 중앙 종축(28)에 대해 마찬가지로 직각으로 위치한 하우징부(1)의 외부 표면과 동일 평면에 위치하고, 이러한 단차면에서 인입 니플(7)은 그 직경이 작은 직경으로 단차지는 부분을 포함한다. 이제 인입 니플(7)은 가공할 공작물 또는 가공할 공작물을 위한 지지체(=공작물 팔레트)에 부착된다. 이러한 공작물 또는 이러한 지지체는 도면들에 도시되어 있지 않으나 단차면(7b) 상에 위치하고 이러한 단차면으로부터 바깥쪽으로 편평하게 연장된다. 즉, 인입 니플(7)의 추가 인입은 도 5에 도시된 클램핑 요소(11)의 클램핑 위치에서 하우징부(1)의 외측에 인접하는 공작물의 표면 또는 공작물을 위한 지지체의 표면에 의하여 차단되고, 이러한 표면에 인입 니플(7)이 고정된다. 이로써 인입 니플(7)은 높은 클램핑 힘으로 클램핑 장치의 축방향(=수용 개구부(8)의 중앙 종축(28)의 방향, "z 방향"으로도 지칭됨)과 관련하여 소정의 위치에 유지된다.

클램핑 장치의 닫힌 상태에서, 인입 니플(7)과 하우징부(1)의 개구부 사이에는 조밀한 끼워맞춤, 바람직하게는 억지 끼워맞춤이 제공되어, 인입 니플(7)의 위치는 클램핑 장치의 축방향에 대해 직각이며 서로 수직인 2개의 방향과 관련하여서도 정의된다. 이러한 방식으로 영점 클램핑 장치(=영점 클램핑 시스템)이 구현된다.

클램핑 요소(11)가 인입 니플(7)의 진입 없이 열림 위치로부터 클램핑 위치로 그리고 그 이상으로 이동될 때, 개구부 환(27)은 클램핑 볼들(24)이 반경 안쪽으로 낙하하는 것을 방지하기 위해 역할한다. 이를 위해 개구부 환(27)은 반경 바깥쪽으로 돌출하는 환형 돌출부(27a)를 포함하고, 환형 돌출부는 클램핑 환(23)의 숄더(23b)와 연동하기 위해 제공된다. 도 3을 참조하면, 클램핑 요소(11)의 열림 위치에서 클램핑 환(23)의 숄더(23b)는 개구부 환(27)의 돌출부(27a)로부터 떼내져 있다. 클램핑 요소(11)가 클램핑 요소의 클램핑 위치 방향으로 주행할 시, 개구부 환(27)의 돌출부(27a)는 클램핑 환(23)의 숄더(23b)에 인접한다. 이후에, 도 4 및 도 5를 참조하면, 개구부 환(27)은 클램핑 환(23)에 의해 동반된다. 이러한 위치에서 개구부 환(27)과 지지 디스크(25) 사이의 거리는 클램핑 볼들(24)의 직경보다 여전히 약간 더 작다.

도 6은 클램핑 요소(11)가 클램핑 위치 이상으로 열림 위치에 반대되는 최종 위치까지 주행된 클램핑 장치의 상태를 도시하고 더욱이 수용 개구부(8) 내에 인입 니플(7)이 장착되지 않은 상태를 도시한다. 이러한 최종 위치는 리미트 스위치(17)의 응답에 의해 정해진다. 이러한 최종 위치에 도달하는 것은 제어 유닛(10)에 의해 클램핑 장치를 제어하기 위한 참조 주행으로서 역할한다.

웜 기어 내에 오염물 유입을 방지하기 위해, 웜 기어(13)의 나사산들(60, 61)의 양측에 실링들(62, 63)이 배치된다.

도 9는 도 1 내지 도 8에 도시된 실시예에 대하여, 인입 니플(7)이 축방향에 대해 직각인 정렬과 관련하여 유격을 포함하고, 즉 x 방향 및 y 방향에서 약간 조절 가능하도록 수정된 것을 도시한다. 이를 위해, 하우징부(1)의 개구부가 이에 상응하여 인입 니플(7)의 직경보다 크게 형성되는 것으로 충분하다. 축방향에 대해 직각인 인입 니플의 위치에 상응하여, 클램핑 환(23), 개구부 환(27), 클램핑 볼들(24) 및 지지 디스크(25), 경우에 따라서 스프링(26)을 포함하는 유닛은 축방향에 대해 직각인 방향에서 클램핑 요소(11) 및 임펄스 수용부(41)에 대하여 이동될 수 있다(오프셋 o).

다른 실시예는 도 10 및 도 11에 도시되어 있다. 이하에 설명되는 변경사항을 제외하고, 이러한 형성방식은 제1 실시예에 상응하며, 이에 상응하여 제1 실시예에 관한 설명이 원용될 수 있다. 이 실시예에서 구동 모터(9)는 공압 모터로 형성된다. 회전자(31)는 축방향으로 이동 가능하지 않다. 구동 샤프트(14)는 회전 안정적이면서 축방향으로 이동 가능하게 회전자(31)와 연결된다.

본 발명의 범위를 벗어나지 않고 도시된 실시예들에 대한 상이한 수정들이 가능하며 고려될 수 있다. 따라서 예컨대 웜 기어는 다른 방식으로 형성될 수있다. 이때 임펄스 수용부와 회전 고정적으로 연결되는 웜 기어의 별도의 기어부가 제공될 수 있고, 이러한 별도의 기어부는 웜 기어의 나사산들 중 하나를 포함한다. 이러한 기어부 또는 외부 나사산(60)을 구비한 임펄스 수용부(41)는 축방향으로 이동 가능하지 않게 유지될 수 있고 웜 기어의 다른 기어부는 축방향으로 이동 가능할 수 있으며, 이때 이러한 다른 기어부는 하우징에 의해 회전 가능하지 않게 유지될 수 있고 축방향으로 이동 가능하게 안내될 수 있을 것이다.

도 1 내지 도 8에 도시된 실시예에서, 회전자(31)를 축방향에서 이동 가능하지 않게 형성하고 회전자(31)와 임펄스 유닛(12)의 회전부(40) 사이에 축방향으로 이동 가능한 연결을 제공하는 것도 가능하고 고려할 수 있을 것이다.

임펄스 수용부(41)의 수용 공간(42) 내에 회전부(40)를 수용하는 대신, 임펄스 수용부(41)가 회전부(40)의 밀봉된 수용 공간 내에 배치될 수도 있다. 회전부(40)와 임펄스 수용부(41) 사이의 실링 요소들(48)은 다른 방식으로도 형성될 수 있고 예컨대 박판 형상으로 형성될 수 있다.

축 방향으로 조절 가능한 클램핑 요소(11)에 의하여 작동되는 클램핑 기구는 다른 방식으로도 형성될 수 있고, 예컨대 클램핑 볼들 대신 다른 맞물림 요소들이 제공될 수도 있다.

1 하우징부
1a 스크류 플랜지
2 하우징부
3 하우징부
4 하우징부
5 스크류
6 스크류
7 인입 니플
7a 환형 그루브
7b 단차면
8 수용 개구부
9 구동 모터
10 제어 유닛
11 클램핑 요소
12 임펄스 유닛
13 웜 기어
14 구동 샤프트
15 너트
16 릴리즈 핀
17 리미트 스위치
18 하프환
19 하프환
20 브리지
21 그루브
22 그루브
23 클램핑 환
23a 경사면
23b 숄더
24 클램핑 볼
25 지지 디스크
26 스프링
27 개구부 환
27a 돌출부
28 중앙 종축
30 고정자
31 회전자
32 영구 자석
33 코일
34 개구부
35 중앙 종축
40 회전부
41 임펄스 수용부
41a 베이스부
41b 리드
42 수용 공간
43 실링
44 실링
45 볼 베어링
46 볼 베어링
47 홀더 환
48 실링 요소
49 중앙 종축
50 채널
51 채널
52 연결 채널
53 스프링
54 폐쇄 몸체
60 외부 나사산
61 내부 나사산
62 실링
63 실링

Claims (10)

1. 인입 니플(7)을 클램핑하기 위한 클램핑 장치로서,
   클램핑 요소(11)를 포함하고, 상기 클램핑 요소는 구동 모터(9)에 의해 웜 기어(13)를 통하여 상기 인입 니플(7)이 상기 클램핑 장치의 수용 개구부(8) 안으로 진입 가능하고 이러한 수용 개구부로부터 인출 가능한 열림 위치와 상기 수용 개구부(8) 내에 진입된 상기 인입 니플(7)이 이러한 수용 개구부 내에 유지되는 클램핑 위치 사이에서 축방향으로 조절 가능하고,
   상기 클램핑 장치는 상기 구동 모터(9)의 회전자(31)와 기계적으로 결합된 회전부(40)를 갖는 임펄스 유닛(12)을 포함하고, 상기 웜 기어(13)를 통한 상기 클램핑 요소(11)의 축방향 조절을 위해 상기 회전부로부터 회전 시마다 적어도 1회로 회전 임펄스가 상기 임펄스 유닛(12)의 임펄스 수용부(41)에 전달 가능한 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 웜 기어(13)를 형성하기 위해 상기 임펄스 수용부(41)는 외부 나사산(60)을 포함하고, 상기 외부 나사산은 상기 클램핑 장치의 회전 안정적으로 유지된 부품, 바람직하게는 하우징부(2)의 내부 나사산(51)과 맞물리는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 클램핑 요소(11)는 축방향으로 이동 가능하지 않게 상기 임펄스 수용부(41)와 연결되는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 구동 모터(9)의 상기 회전자(31)는 축방향으로 이동 가능하지 않게 상기 임펄스 유닛(12)의 상기 회전부(40)와 연결되고, 상기 구동 모터(9)의 고정자(30)에 대하여 축방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 임펄스 유닛(12)의 상기 회전부(40)와 고정적으로 연결되거나 상기 회전부(40)에 성형되는 구동 샤프트(14) 또는 상기 구동 샤프트와 축방향으로 이동 가능하지 않게 연결되는 부품은 상기 회전부(40)의 축방향 위치를 감지하기 위한 센서와 연동하는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 구동 모터(9)는 브러시리스 모터, 바람직하게는 외부 회전자 모터이고, 상기 회전자(31)는 영구 자석들(32)을 포함하며 상기 영구 자석들(32)은 상기 고정자(30)의 코일들(33)보다 큰 축방향 확장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 임펄스 수용부(41)는 밀봉되는 수용 공간(42)을 포함하고, 상기 수용 공간 내에 상기 회전부(40)가 배치되고 상기 수용 공간 내에 유압 유체가 수용되며, 상기 구동 모터(9)의 상기 회전자(31)에 의해 구동되어 상기 회전부(40)를 구동시키는 구동 샤프트(14)는 상기 임펄스 수용부(41)의 바닥에서의 개구부를 관통하여 밀봉되며 상기 수용 공간(42) 안으로 통과되는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 클램핑 장치는 클램핑 환(23)을 포함하고, 상기 클램핑 환은 경사면(23a)을 포함하며, 상기 경사면과 클램핑 볼들(24)이 연동하고, 상기 클램핑 환(23)은 상기 클램핑 요소(11)의 상기 클램핑 위치에서 상기 클램핑 요소(11)에 의해 상기 클램핑 볼들(24) 쪽으로 영향을 받고, 클램핑 볼들을 상기 인입 니플(7)의 환형 그루브(7a) 안으로 가압하는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 임펄스 유닛(12)으로부터 멀어지는 상기 클램핑 볼들(24)의 측에 개구부 환(27)이 배치되고, 상기 개구부 환(27)은 상기 클램핑 요소(11)의 상기 열림 위치에서 상기 클램핑 볼들(24)을 상기 인입 니플(7)의 상기 환형 그루브(7a)로부터 압출시키는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 클램핑 볼들(24)은 상기 임펄스 유닛(12)을 향해 있는 측에서 지지 디스크(25) 상에 위치하고, 상기 지지 디스크는 스프링(26)에 의하여 상기 클램핑 볼들(24) 쪽으로 프리텐션되는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.

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