KR20220113393A - 공구 홀더용 클램핑 디바이스 - Google Patents

Abstract

공구 홀더 생크 (61) 를 해제가능하게 유지하기 위한 클램핑 디바이스로서:
- 하우징 (2);
- 전진 해제 위치와 후퇴 잠금 위치 사이에서 하우징 내의 보어 (3) 내에서 축방향으로 이동가능한 드로우바 (5);
- 드로우바의 영향하에서 공구 홀더 생크와 잠금 결합하도록 이동가능한 결합 부재들 (20);
- 하우징의 벽 (14) 주위에 배열되고 하우징에 대해 축방향으로 이동가능한 슬리브 (30);
- 상기 벽의 제 1 개구 (45) 내에 수용되고 제 1 축방향으로의 상기 슬리브의 이동에 의해 개구 내에서 반경방향 내부로 가압될 때 보어 내에서 후방으로 드로우바를 이동시키도록 구성된 제 1 웨지 (40); 및
- 상기 벽의 제 2 개구 (55) 내에 수용되고 반대편 축방향으로의 상기 슬리브의 이동에 의해 개구 내에서 반경방향 내부로 가압될 때 보어 내에서 전방으로 드로우바를 이동시키도록 구성된 제 2 웨지 (50)
를 포함한다.

Description

공구 홀더용 클램핑 디바이스

본 발명은 머신 공구에 공구 홀더를 연결하는데 사용되도록 의도된 청구항 1 의 전제부에 따른 클램핑 디바이스에 관한 것이다.

금속 절삭을 위한 머신 공구의 분야 내에서, 금속 재료의 가공물을 기계가공하기 위해 사용되는 절삭 공구, 예를 들어 드릴, 밀링 공구 또는 선반 공구 형태의 절삭 공구는 공구 홀더에 종종 고정되고, 공구 홀더는 이어서 머신 공구에 장착되는 클램핑 디바이스에 분리가능하게 고정될 수 있다. 이러한 공구 홀더의 생크를 클램핑 디바이스의 하우징에 배열된 클램핑 메카니즘에 의해 하우징에 클램핑하는 것이 이미 알려져 있다. 드릴 및 밀링 공구 형태의 절삭 공구를 위한 공구 홀더는 일반적으로 스핀들 형태의 회전가능한 하우징에 클램핑되는 반면, 선반 공구를 위한 공구 홀더는 회전불가능하게 배열된 하우징에 클램핑될 수 있다. 절삭 공구를 교체할 필요가 있을 때, 공구 홀더는 클램핑 디바이스의 하우징으로부터 해제되고, 다른 절삭 공구를 갖는 새로운 공구 홀더가 하우징에 클램핑된다. 이러한 유형의 클램핑 디바이스는, 예를 들어 머신 공구에 포함된 공구 터렛의 주변부에 분리가능하게 고정될 수 있다.

자동 공구 변경 작동을 위해 적응된 클램핑 메카니즘을 갖는 스핀들을 포함하는 클램핑 디바이스는 EP 1 468 767 B1 에 이미 공지되어 있다. EP 1 468 767 B1 에 따른 클램핑 디바이스에서, 제 1 드로우바 형태의 작동 부재는 스핀들 내부에 슬라이딩가능하게 장착되고, 드로우바들 사이에 배열된 다수의 상호 협력 웨지들을 포함하는 힘 증폭 메카니즘을 통해 제 2 드로우바의 축방향 변위를 달성하도록 구성된다. 스핀들 내부의 가스 스프링은 2 개의 드로우바들을 공구 홀더가 스핀들에 클램핑되는 후퇴 잠금 위치로 가압하도록 구성되고, 유압 피스톤은 2 개의 드로우바들을 공구 홀더가 스핀들로부터 해제될 수 있는 전진 해제 위치로 변위시키기 위해 가스 스프링의 후방 단부에서 피스톤에 작용하도록 구성될 수 있다. 그러나, 이러한 이전에 공지된 클램핑 디바이스는 비교적 긴 축방향 범위를 가지며, 따라서 클램핑 디바이스를 위한 이용가능한 축방향 공간이 제한되는 공구 터렛의 주변부에 공구 홀더가 분리가능하게 고정될 때 이러한 유형의 클램핑 디바이스를 사용하는 것이 적합하지 않다.

본 발명의 목적은 새롭고 바람직한 디자인을 가지며, 머신 공구의 공구 터렛과 함께 사용하기에 적합한 전술한 유형의 클램핑 디바이스를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 목적은 청구항 1 에 의해 규정된 특징들을 갖는 클램핑 디바이스에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 클램핑 디바이스는 하기를 포함한다:

- 전방 단부, 후방 단부 및 상기 전방 단부와 교차하며 상기 전방 단부로부터 후방으로 연장되는 보어를 가지는 하우징으로서, 상기 보어의 전방 단부에 공구 홀더 생크를 수용하기 위한 장착부가 제공되는, 상기 하우징;

- 전진 해제 위치와 후퇴 잠금 위치 사이에서 상기 보어 내에서 종축을 따라 왕복 이동가능하도록 상기 보어 내부에 슬라이딩가능하게 장착된 드로우바;

- 전방 단부에서 상기 드로우바 주위에 배열된 결합 부재들로서, 상기 결합 부재들은, 전진 해제 위치로부터 후퇴 잠금 위치로 드로우바의 이동 영향 하에서, 상기 결합 부재들이 공구 홀더 생크를 상기 보어의 상기 장착부 내외로 이동시키는 제 1 위치로부터, 상기 결합 부재들이 공구 홀더 생크와 잠금 결합하고 상기 공구 홀더 생크를 하우징에 고정하여 유지하는 제 2 위치로 이동가능한, 상기 결합 부재들;

- 하우징의 주변벽을 통해 반경방향으로 연장되는 제 1 개구에 슬라이딩가능하게 수용되는 제 1 웨지로서, 상기 제 1 웨지는 하우징의 후방 단부를 향해 대면하고 하우징의 전방 단부를 향해 대면하는 드로우바 상의 제 1 슬라이드 표면과 접촉하는 제 1 웨지 표면, 및 하우징으로부터 외부로 대면하는 제 1 압력 수용 표면을 포함하고, 제 1 웨지는 드로우바가 제 1 개구 내에서 반경방향 내부로 가압될 때 후퇴 잠금 위치를 향해 드로우바를 가압하도록 구성되는, 상기 제 1 웨지;

- 주변벽을 통해 반경방향으로 연장되는 제 2 개구에 슬라이딩가능하게 수용되는 제 2 웨지로서, 상기 제 2 웨지는 하우징의 전방 단부를 향해 대면하고 하우징의 후방 단부를 향해 대면하는 드로우바 상의 제 2 슬라이드 표면과 접촉하는 제 2 웨지 표면, 및 하우징으로부터 외부로 대면하는 제 2 압력 수용 표면을 포함하고, 제 2 웨지는 드로우바가 제 2 개구 내에서 반경방향 내부로 가압될 때 전진 해제 위치를 향해 드로우바를 가압하도록 구성되는, 상기 제 2 웨지; 및

- 주변벽 둘레에 배열되는 작동 슬리브로서, 상기 작동 슬리브는, 드로우바를 전진 해제 위치로부터 후퇴 잠금 위치로 이동시키기 위해 제 1 축방향으로 그리고 드로우바를 후퇴 잠금 위치로부터 전진 해제 위치로 이동시키기 위해 반대의 제 2 축방향으로 하우징에 대하여 축방향으로 이동가능하도록 상기 주변벽에 슬라이딩가능하게 장착되며, 상기 작동 슬리브는 그 내부측에, 제 1 압력 수용 표면과 접촉하기 위해 내부로 대면하고 상기 제 1 축방향에서 볼 때 증가하는 종축에 대한 반경방향 거리를 갖는 제 1 압력 인가 표면, 및 제 2 압력 수용 표면과 접촉하기 위해 내부로 대면하고 상기 제 2 축방향에서 볼 때 증가하는 종축에 대한 반경방향 거리를 갖는 제 2 압력 인가 표면이 제공되는, 상기 작동 슬리브.

작동 슬리브의 제 1 압력 인가 표면은, 작동 슬리브가 상기 제 1 축방향으로 이동될 때, 제 1 압력 수용 표면에 대하여 가압함으로써 제 1 웨지를 제 1 개구 내에서 반경방향 내부로 가압하도록 구성된다. 작동 슬리브의 제 2 압력 인가 표면은, 작동 슬리브가 상기 제 2 축방향으로 이동될 때, 제 2 압력 수용 표면에 대하여 가압함으로써 제 2 웨지를 제 2 개구 내에서 반경방향 내부로 가압하도록 구성된다. 따라서, 드로우바는 상기 제 1 축방향으로의 작동 슬리브의 이동에 의해 작동 슬리브 및 제 1 웨지의 영향 하에서 전진 해제 위치로부터 후퇴 잠금 위치로 이동가능하고, 드로우바는 상기 제 2 축방향으로의 작동 슬리브의 이동에 의해 작동 슬리브 및 제 2 웨지의 영향 하에서 후퇴 잠금 위치로부터 전진 해제 위치로 이동가능하다.

작동 슬리브의 제 1 압력 인가 표면은 제 1 축방향으로 증가하는 종축에 대한 반경방향 거리를 가지므로, 제 1 축방향으로의 작동 슬리브의 이동은 제 1 압력 인가 표면에 의해 제 1 웨지의 제 1 압력 수용 표면 상에 압력이 인가되게 할 것이다. 이 압력은 제 1 웨지가 종축선을 향해 반경방향 내부로 가압되도록 반경방향으로의 성분을 가질 것이다.

작동 슬리브의 제 2 압력 인가 표면은 제 2 축방향으로 증가하는 종축에 대한 반경방향 거리를 가지므로, 제 2 축방향으로의 작동 슬리브의 이동은 제 2 압력 인가 표면에 의해 제 2 웨지의 제 2 압력 수용 표면 상에 압력이 인가되게 할 것이다. 이 압력은 제 2 웨지가 종축선을 향해 반경방향 내부로 가압되도록 반경방향으로의 성분을 가질 것이다.

드로우바의 축방향 이동을 제어하기 위해 전술한 작동 슬리브를 사용함으로써, 드로우바의 축방향 이동을 제어하기 위해 축방향으로 많은 공간을 차지하는 가스 스프링 등이 필요하지 않고, 이는 클램핑 디바이스를 축방향으로 컴팩트하게 만들 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 클램핑 디바이스는 공구 터렛에 사용하기에 적합하다. 또한, 2 개의 상이한 방향으로 드로우바의 축방향 이동을 제어하기 위한 별도의 웨지들의 사용은, 제 1 웨지의 설계가 전진 해제 위치로부터 후퇴 잠금 위치로의 드로우바의 이동과 관련된 특정 요건에 적합하도록 최적화될 수 있고, 제 2 웨지의 설계가 후퇴 잠금 위치로부터 전진 해제 위치로의 드로우바의 반대 이동과 관련된 특정 요건에 적합하도록 최적화될 수 있음을 의미한다.

전술한 클램핑 디바이스의 하우징은, 머신 공구의 공구 터렛에서 구동 메카니즘에 연결되거나 연결될 수 있는 회전가능한 스핀들의 형태를 가질 수 있다. 그러나, 본 발명의 클램핑 디바이스는 공구 터렛에 사용되는 것에 한정되지 않고, 회전가능한 스핀들 형태의 이러한 하우징은 대안으로서 머신 공구의 메인 스핀들을 구성하거나, 임의의 중간 공구 터렛 없이 이러한 메인 스핀들에 연결될 수 있다. 하우징이 회전가능한 스핀들의 형태를 가질 때, 클램핑 디바이스는 드릴링 또는 밀링 공구 또는 다른 유형의 회전 공구가 제공된 공구 홀더를 클램핑하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 클램핑 디바이스에 포함된 하우징은 추가의 대안으로서 회전불가능한 하우징일 수 있다. 후자의 경우, 클램핑 디바이스는 선반 공구 또는 다른 유형의 비회전 공구가 제공된 공구 홀더를 클램핑하기 위해 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 작동 슬리브는, 드로우바가 작동 슬리브 및 제 1 웨지의 영향 하에서 후퇴 잠금 위치로 강제될 때, 하우징의 주변벽 상의 자체-잠금 축방향 위치를 취하도록 구성되어, 이에 의해 드로우바를 후퇴 잠금 위치에 유지한다. 이에 의해, 작동 슬리브는 액추에이터로부터의 임의의 외력을 필요로 하지 않고 드로우바를 후퇴 잠금 위치에 유지할 수 있고, 이는 작동 슬리브가 공구 변경 작동과 관련하여 예를 들어 유압 또는 공압 액추에이터 형태의 액추에이터로부터의 외력만을 받을 필요가 있다는 것을 의미한다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 제 1 압력 인가 표면 및 제 1 압력 수용 표면은, 작동 슬리브 및 제 1 웨지의 영향 하에서 드로우바가 후퇴 잠금 위치로 강제될 때, 제 1 웨지가 주변벽 상의 자체-잠금 축방향 위치에서 작동 슬리브를 유지할 수 있도록 하는 각도 (α) 만큼 종축에 대해 경사진다. 이러한 경우에, 제 1 압력 인가 표면 및 제 1 압력 수용 표면 둘 다는 하우징을 통해 종단면에서 볼 때 동일한 방향으로 연장된다. 각도 (α) 는 자체-잠금 한계 각도 미만이 되도록 선택되며, 그리하여 드로우바가 보어 내부에서 후퇴 잠금 위치로 변위되었을 때 작동 슬리브는 제 1 웨지들에 대해 자체-잠금 축방향 위치를 달성한다. 자체-잠금 축방향 위치를 얻기 위해서는 각도 (α) 가 충분히 작아야 하고, 즉 자체-잠금 한계 각도 미만이다. 자체-잠금 축방향 위치는, 제 1 웨지 상의 제 1 압력 수용 표면과 작동 슬리브 상의 제 1 압력 인가 표면 사이의 정지 마찰력이 종축에 수직인 반경 방향으로 제 1 웨지에 인가되는 힘에 의해 유발되는 마찰면에서의 대향력보다 큰, 축방향 위치를 말한다. 따라서, 제 1 웨지 상의 제 1 압력 수용 표면과 작동 슬리브 상의 제 1 압력 인가 표면 사이의 마찰 계수에 의존하는 각방향 범위 내에서 자체-잠금 축방향 위치가 얻어진다. 이러한 마찰 계수는 사용되는 재료, 표면 상의 코팅, 윤활제의 사용 등과 같은 다양한 파라미터들에 의존한다. 따라서, 자체-잠금 한계 각도는 이러한 파라미터들에 의존한다. 당업자는, 공통의 일반적인 지식 및/또는 일상적인 실험을 이용하여 각각의 특정 경우에 적용되는 자체-잠금 한계 각도를 식별하거나, 특정 각도가 이러한 자체-잠금 한계 각도 미만인지를 적어도 예측 또는 평가할 수 있을 것이다. 일반적으로, 자체-잠금 한계 각도보다 훨씬 작은 각도 (α) 를 선택하여, 자체-잠금 구성을 보장하는 것이 바람직하다. 작은 각도 (α) 를 사용하는 추가의 이점은, 작은 각도 (α) 가 작동 슬리브의 비교적 긴 축방향 변위가 드로우바의 비교적 짧은 축방향 변위를 초래할 것이라는 것을 의미한다는 사실로 인해, 힘 증폭 효과가 달성된다는 것이다. 그러나, 너무 작은 각도 (α) 는 비효율적이고 실질적으로 잘 기능하지 않을 수 있다. 예를 들어, 매우 작은 각도 (α) 는 자체-잠금 축방향 위치로부터 작동 슬리브를 해제하는 것을 어렵게 할 수 있다. 각도 (α) 는 2° 내지 10° 인 것이 유리하다. 상기 범위 내의 각도 (α) 를 가지면, 적절한 힘 증폭 효과 뿐만 아니라 자체-잠금 효과도 얻을 수 있다.

본 발명의 다른 실시형태는 다음을 특징으로 한다:

- 제 1 웨지는 하우징으로부터 외부로 대면하는 제 3 압력 수용 표면을 포함하며;

- 상기 작동 슬리브는 그 내부측 상에 제 3 압력 수용 표면과 접촉하기 위해 내부로 대면하는 제 3 압력 인가 표면이 제공되고, 상기 제 3 압력 인가 표면은 상기 제 1 축방향에서 볼 때 증가하는 상기 종축에 대한 반경 방향 거리를 가지고;

- 상기 제 3 압력 인가 표면 및 상기 제 3 압력 수용 표면은 상기 종축에 대해 상기 각도 (α) 보다 큰 각도 (β) 만큼 경사져 있으며;

- 제 1 압력 인가 표면 및 제 3 압력 인가 표면 및 제 1 압력 수용 표면 및 제 3 압력 수용 표면은 작동 슬리브 상에 그리고 제 1 웨지 상에 각각 연속적으로 배열되어, 제 1 축방향으로의 작동 슬리브의 이동 시에, 제 3 압력 인가 표면은 이동의 제 1 단계 동안 제 1 웨지 상의 제 3 압력 수용 표면에 대하여 슬라이딩하고 가압하도록 구성되고, 제 1 압력 인가 표면은 이동의 후속 제 2 단계 동안 제 1 웨지 상의 제 1 압력 수용 표면에 대하여 슬라이딩하고 가압하도록 구성된다.

이로써, 드로우바는 큰 각도 (β) 의 영향으로 클램핑의 초기 단계 동안 축방향으로 신속하게 이동될 수 있다. 이러한 초기 클램핑 단계는 많은 힘을 필요로 하지 않는다. 그러나, 클램핑의 최종 단계 동안, 드로우바를 짧은 거리로 변위시키기 위해 큰 힘이 필요하다. 실제 클램핑이 발생하면, 즉 결합 부재들이 전술한 제 1 위치를 취하면, 드로우바는 더 작은 각도 (α) 의 영향 하에서 축방향으로 이동되어, 드로우바의 축방향 이동이 작동 슬리브의 축방향 이동과 비교하여 작아질 것이고, 이는 힘 증폭 효과를 초래하며, 이는 또한 "파워 부스트" 라고도 한다. 각도 (β) 는 적절하게는 10° 내지 75°, 바람직하게는 35° 내지 65° 이며, 이는 드로우바의 효율적인 초기 축방향 이동을 제공한다. 드로우바의 초기 축방향 이동에 대한 가파른 각도 (β) 및 실제 클램핑에 대한 작은 각도 (α) 를 사용함으로써, 작동 슬리브 (및 따라서 전체 클램핑 디바이스) 는 자체-잠금 클램핑 메카니즘에 상당한 힘 증폭 효과를 여전히 제공하면서 축방향으로 비교적 짧게 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 제 1 압력 인가 표면 및 제 3 압력 인가 표면 및 제 1 압력 수용 표면 및 제 3 압력 수용 표면은 종축에 수직인 단면 평면에서 볼 때 만곡되며, 이는 작동 슬리브의 제조를 용이하게 할 것이다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 제 1 압력 인가 표면 및 상기 제 2 압력 인가 표면은 작동 슬리브의 축방향으로 부분적으로 서로 중첩되고, 작동 슬리브의 원주 방향으로 서로 이격된다. 이에 의해, 작동 슬리브의 길이를 줄일 수 있다. 또한, 상기 제 2 압력 인가 표면은 작동 슬리브의 회전 대칭 내부벽 표면에 형성된 리세스에 제공되는 것이 유리하다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 클램핑 디바이스는 주변벽의 원주 방향으로 이격된 2 개 이상의 이러한 제 1 웨지를 포함하고, 각각의 제 1 웨지는 주변벽을 통해 반경방향으로 연장되는 각각의 제 1 개구에 수용된다. 클램핑 디바이스는 주변벽의 원주 방향으로 이격된 2 개 이상의 이러한 제 2 웨지를 포함하고, 각각의 제 2 웨지는 주변벽을 통해 반경방향으로 연장되는 각각의 제 2 개구에 수용된다. 제 1 개구 및 연관된 제 1 웨지 뿐만 아니라 제 2 개구 및 연관된 제 2 웨지는, 바람직하게는 주변벽의 원주 방향으로 균일하게 분포된다. 이로써, 힘 분포가 양호한 균형 잡힌 클램핑 디바이스를 얻을 수 있다. 그러나, 매우 많은 수의 웨지들 및 연관된 개구들은, 각각의 개구가 하우징의 강도를 감소시킬 것이라는 사실 때문에 바람직하지 않을 수 있다. 연관된 개구들을 갖는 3 개의 제 1 웨지들 및 3 개의 제 2 웨지들은 하우징의 충분한 강도를 여전히 유지하면서 적절한 수준의 힘 분배를 갖는 균형 잡힌 클램핑 디바이스를 제공할 것이다. 제 1 웨지들 및 제 2 웨지들은 주변벽의 원주 방향에서 볼 때 교대로 배열되며, 제 1 웨지들 각각의 하나는 주변벽의 원주 방향에서 볼 때 제 2 웨지들 중 하나가 뒤따르고, 제 2 웨지들 각각의 하나는 주변벽의 원주 방향에서 볼 때 제 1 웨지들 중 하나가 뒤따른다.

본 발명에 따른 클램핑 디바이스의 추가의 유리한 특징들은 이하의 설명 및 종속항들로부터 명백해질 것이다.

첨부된 도면들을 참조하여, 예들로서 인용된 본 발명의 실시형태들의 구체적인 설명이 다음에 이어진다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 클램핑 디바이스의 측면도로서, 공구 홀더가 클램핑 디바이스의 하우징에 클램핑된다.
도 2 는 도 1 에 도시된 클램핑 디바이스 및 공구 홀더를 통과하는 종단면도이고, 클램핑 디바이스의 드로우바는 후퇴 잠금 위치에 있고 공구 홀더는 하우징에 클램핑된다.
도 3 은 도 1 의 클램핑 디바이스의 부분 절취된 사시도이다.
도 4 는 도 2 에 대응하는 종단면도이다.
도 5 는 도 1 에 도시된 클램핑 디바이스 및 공구 홀더를 통과하는 종단면도로서, 드로우바가 전진 해제 위치에 있다.
도 6 은 도 1 에 도시된 클램핑 디바이스 및 공구 홀더를 통과하는 종단면도로서, 드로우바는 전진 해제 위치와 후퇴 잠금 위치 사이의 중간 위치에 있다.
도 7 은 도 1 의 클램핑 디바이스 및 공구 홀더의 분해도이다.
도 8 은 도 1 의 클램핑 디바이스 및 공구 홀더의 다른 방향에서 본 분해도이다.
도 9 는 도 4 의 라인 IX-IX 에 따른 단면도이다.
도 10 은 도 4 의 라인 X-X 에 따른 단면도이다.
도 11 은 도 4 의 라인 XI-XI 에 따른 단면도이다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 클램핑 디바이스 (1) 는 도 1 ~ 도 10 에 도시되어 있다. 클램핑 디바이스 (1) 는, 클램핑 디바이스의 하우징 (2) 에 공구 홀더 (60) (도면들에 매우 개략적으로 도시됨) 를 해제가능하게 클램핑하고 공구 홀더 (60) 에 고정된 절삭 공구 (도시되지 않음) 에 의해 가공물의 기계가공을 가능하게 하도록 구성된다.

하우징 (2) 은 전방 단부 (2a), 후방 단부 (2b), 및 전방 단부 (2a) 와 교차하고 그로부터 후방으로 연장되는 보어 (3) 를 갖는다. 따라서, 보어 (3) 는 하우징의 전방 단부 (2a) 에서 입구 개구 (3a) (도 3 참조) 를 갖는다. 하우징 (2) 은 후방 단부에서 하우징 (2) 으로부터 연장되는 연결 부재 (4) 를 통해 머신 공구의 공구 터렛에 연결가능하다.

도시된 실시형태에서, 하우징 (2) 은 머신 스핀들의 형태를 가지며, 이러한 스핀들 형상의 하우징 (2) 은 롤링 베어링에 의해 주변 케이싱에 회전가능하게 장착될 수 있다. 이 경우, 하우징 (2) 은 하우징 (2) 이 구동 메카니즘에 의해 회전 구동될 수 있도록 연결 부재 (4) 를 통해, 머신 공구의 구동 메카니즘, 예를 들어 머신 공구의 공구 터렛내의 구동 메카니즘에 연결가능할 수 있다. 그러나, 대안으로서 하우징 (2) 은 회전불가능한 하우징으로서 설계될 수 있다.

드로우바 (5) 는 전진 해제 위치 (도 5 참조) 와 후퇴 잠금 위치 (도 2 및 도 4 참조) 사이에서 보어 (3) 내에서 종축 (L) 을 따라 왕복 이동가능하도록 하우징 (2) 의 보어 (3) 내부에 슬라이딩가능하게 장착된다. 드로우바 (5) 는 보어 (3) 의 입구 개구 (3a) 와 대면하는 전방 단부 및 반대편의 후방 단부를 갖는다. 드로우바 (5) 의 전방 단부에는 헤드부 (6) 와 넥부 (7) 가 제공된다. 헤드부 (6) 는 드로우바의 종방향에서 볼 때 넥부 (7) 의 전방에 위치되며, 헤드부 (6) 는 이 헤드부 (6) 상의 후방으로 대면하는 경사 표면 (8) 을 통해 넥부 (7) 에 연결된다. 드로우바 (5) 와 보어 (3) 의 내부 표면 사이에는 밀봉 링 (9) 이 배열된다. 도시된 예에서, 이 밀봉 링 (9) 은 드로우바 (5) 의 외부측 상의 홈에 수용된다.

드로우바 (5) 는 하우징 (2) 에 대해 회전하는 것이 방지된다. 도시된 실시형태에서, 2 개의 평면 벽 섹션들 (5c, 5d) (도 2 및 도 9 참조) 은 넥부 (7) 뒤에 위치된 드로우바의 일부에서 드로우바 (5) 의 대향측들 상에 제공되며, 이들 평면 벽 섹션들 (5c, 5d) 은 드로우바 (5) 와 하우징 (2) 사이의 상호 회전을 방지하기 위해 보어 (3) 내의 각각의 평면 표면 (3c, 3d) 과 슬라이딩 접촉한다. 그러나, 드로우바 (5) 와 하우징 (2) 사이의 상호 회전은 임의의 다른 적절한 방식으로 방지될 수 있다.

보어 (3) 의 전방 단부에는 공구 홀더 (60) 상에 장착 생크 (61) 를 수용하는 장착부 (10) 가 제공된다. 이 장착 생크 (61) 는 여기서 공구 홀더 생크로 지칭된다.

도시된 실시형태에서, 하우징 (2) 은 베이스 부분 (12) 및 하우징의 전방 단부 (2a) 에서 베이스 부분 (12) 에 장착된 단부 피스 (13) 를 포함한다. 단부 피스 (13) 는 전술한 보어 (3) 의 일부를 형성하는 축방향 관통 구멍을 갖는 슬리브의 형태를 갖는다. 이 경우, 전술한 장착부 (10) 는 단부 피스 (13) 의 관통 구멍에 위치된다. 대안으로서, 보어 (3) 를 수용하는 하우징 (2) 의 부분은 전술한 유형의 어떠한 단부 피스도 없이 하나의 피스로 형성될 수 있다.

공구 홀더 생크 (61) 는 하우징 (2) 의 전방 단부 (2a) 에서 입구 개구 (3a) 를 통해 보어 (3) 의 장착부 (10) 내로 삽입될 수 있다. 드로우바의 헤드부 (6) 는 공구 홀더 생크 (61) 의 결합 보어 (62) 내에 수용되고, 공구 홀더 생크의 관형 벽 (63) 은 헤드부 (6) 와 단부 피스 (13) 의 내부 표면 사이의 공간에 수용된다. 도시된 실시형태들에서, 장착부 (10) 는 원뿔 형상이고, 유사한 형상의 공구 홀더 생크 (61) 를 수용하도록 조정된 다소 "삼각형" 또는 다각형, 비원형 단면 형상을 갖는다. 원뿔 형상은 공구 홀더 생크 (61) 와 하우징 (2) 사이의 축방향 뿐만 아니라 반경방향으로의 유격이 없는 연결을 보장하는 반면, 비원형 단면은 하우징 (2) 에 대한 공구 홀더 생크 (61) 의 회전불가능한 고정을 보장한다. 그러나, 장착부 (10) 는 또한 다른 유형의 공구 홀더 생크들을 수용하기 위한 임의의 다른 적합한 형상을 가질 수 있다.

세그먼트들 형태의 결합 부재들 (20) 은 그 전방 단부에서 드로우바 (5) 주위에 배열된다. 드로우바 (5) 가 전진 해제 위치로부터 후퇴 잠금 위치로 이동하는 영향으로, 결합 부재들 (20) 은, 결합 부재 (20) 에 의해 공구 홀더 생크 (61) 가 보어 (3) 의 장착부 (10) 내외로 이동하게 하는 제 1 위치 (도 5 참조) 로부터, 결합 부재 (20) 가 공구 홀더 생크 (61) 내의 결합 보어 (62) 내의 결합 홈 (64) 과 잠금 결합되어 하우징 (2) 에 고정된 공구 홀더 생크 (61) 를 유지하는 제 2 위치 (도 2 및 도 4 참조) 로 이동가능하다.

도시된 실시형태에서, 결합 부재들 (20) 은 드로우바 (5) 의 넥부 (7) 주위에 배열되고, 보어 (3) 내에 배열되고 넥부 (7) 를 둘러싸는 탄성 O-링 (22) 및 유지 링 (21) 에 의해 넥부 주위의 제 위치에 유지된다. 각각의 결합 부재 (20) 는 유지 링 (21) 의 내부 홈에 결합되는 외부로 향하는 플랜지부 (23) 를 갖는다. O-링 (22) 은 각각의 결합 부재 (20) 의 후방 단부에서 외부로 향하는 홈에 수용된다. 압축 스프링 (24) 이 또한 보어 (3) 내에 배치되고 드로우바 (5) 를 둘러싸도록 구성된다. 압축 스프링 (24) 은 드로우바 (5) 상의 숄더와 유지 링 (21) 사이에 장착되고, 유지 링 (21) 및 결합 부재 (20) 를 전방으로 가압하도록 구성된다. 보어 (3) 의 입구 개구를 향한 유지 링 (21) 의 전방 이동은 보어 (3) 내에 제공된 숄더 (25) 에 의해 제한된다. 도시된 예에서, 이 숄더 (25) 는 단부 피스 (13) 의 후방으로 대면하는 단부 표면에 의해 형성된다.

각각의 결합 부재 (20) 에는, 이의 전방 단부에서, 결합 부재 (20) 가 전술한 제 2 위치에 있을 때 공구 홀더 생크 (61) 내의 결합 홈 (64) 과 결합하도록 구성된 외부로 지향하는 결합 플랜지 (27) 가 제공된다. 드로우바 (5) 가 전진 해제 위치에 있을 때, 결합 부재들 (20) 의 전방 단부들은 드로우바 (5) 의 헤드부 (6) 뒤에 위치되고, 결합 플랜지들 (27) 은 도 5 에 도시된 바와 같이 공구 홀더 생크 (61) 내의 결합 홈 (64) 과 결합되지 않는다. 드로우바 (5) 가 그 종축 (L) 을 따라 보어 (3) 내에서 축방향 후방으로 이동될 때, 드로우바의 헤드부 (6) 상의 경사면 (8) 은 결합 부재들 (20) 의 전방 단부와 접촉하게 되고, 결합 부재들 (20) 의 전방 단부들은 이 경사면 (8) 상에서 슬라이딩하고 외부로 가압되어, 결합 부재들 상의 결합 플랜지들 (27) 이 공구 홀더 생크 (61) 내의 결합 홈 (64) 과 결합하게 되고, 그리하여 공구 홀더 생크 (61) 는 드로우바 (5) 에 의해 전술한 장착부 (10) 에서 단부 피스 (13) 의 내부 표면과 견고하게 접촉하도록 당겨질 것이다.

클램핑 디바이스 (1) 는, 하우징 (2) 의 주변벽 (14) 주위에 배열되고 종축 (L) 을 따라 하우징 (2) 에 대해 축방향으로 이동 가능하도록 주변벽 (14) 에 슬라이딩가능하게 장착되는 작동 슬리브 (30) 를 더 포함한다. 작동 슬리브 (30) 는 하우징 (2) 에 회전불가능하게 장착되며, 즉 주변벽 (14) 에 대해 회전하는 것이 방지된다. 도시된 예에서, 볼들 (15) (도 7 및 도 8 참조) 은 작동 슬리브 (30) 와 하우징 (2) 사이에 배열된다. 볼들 (15) 은 주변벽 (14) 의 원주 방향으로 분포되고, 각각의 볼 (15) 은 주변벽 (14) 의 리세스 내에 부분적으로 수용되고, 작동 슬리브 (30) 의 종방향 홈 (38) 내에 부분적으로 수용된다. 볼들 (15) 은 주변벽의 외부측 상의 리세스들 내에 수용됨으로써 주변벽 (14) 에 대해 축방향 위치에 고정된다. 볼들 (15) 은 작동 슬리브 (30) 의 내부측 상의 종방향 홈 (38) 에 슬라이딩가능하게 수용되고, 이에 의해 작동 슬리브가 주변벽 (14) 에 대해 축방향으로 이동될 때 작동 슬리브 (30) 는 볼들 (15) 에 대해 축방향으로 이동되도록 허용된다. 볼들 (15) 은 작동 슬리브 (30) 와 주변벽 (14) 사이의 상호 회전을 방지한다.

하나 이상의 제 1 웨지들 (40) 은 하우징 (2) 에 장착되고 그리고 하우징 (2) 에 대해 제 1 축방향 (D1) 으로의 작동 슬리브 (30) 의 축방향 이동을 전진 해제 위치로부터 후퇴 잠금 위치로의 드로우바 (5) 의 이동으로 전달하도록 구성된다. 또한, 하나 이상의 제 2 웨지들 (50) 은 하우징 (2) 에 장착되고 그리고 하우징 (2) 에 대해 반대의 제 2 축방향 (D2) 으로의 작동 슬리브 (30) 의 축방향 이동을 후퇴 잠금 위치로부터 전진 해제 위치로의 드로우바 (5) 의 이동으로 전달하도록 구성된다. 도시된 실시형태에서, 제 1 축방향 (D1) 은 하우징 (2) 의 전방 단부 (2a) 를 향하는 방향이고, 제 2 축방향 (D2) 은 하우징 (2) 의 후방 단부 (2b) 를 향하는 방향이다. 따라서, 이 경우에, 전진 해제 위치로부터 후퇴 잠금 위치로의 드로우바 (5) 의 이동은 주변벽 (14) 을 따라 전방으로 작동 슬리브 (30) 의 축방향 이동에 의해 달성되는 반면, 후퇴 잠금 위치로부터 전진 해제 위치로의 드로바 (5) 의 이동은 주변벽 (14) 을 따라 후방으로 작동 슬리브 (30) 의 축방향 이동에 의해 달성된다. 그러나, 대안으로서, 작동 슬리브 (30) 와 제 1 웨지 (40) 및 제 2 웨지 (50) 는, 전진 해제 위치로부터 후퇴 잠금 위치로의 드로우바 (5) 의 이동이 주변벽 (14) 을 따라 후방으로 작동 슬리브 (30) 의 축방향 이동에 의해 달성되도록 그리고 후퇴 잠금 위치로부터 전진 해제 위치로의 드로우바 (5) 의 이동이 주변벽 (14) 을 따라 전방으로 작동 슬리브 (30) 의 축방향 이동에 의해 달성되도록 상호 협력하도록 배열될 수 있다. 따라서, 후자의 경우에, 제 1 축방향 (D1) 은 하우징 (2) 의 후방 단부 (2b) 를 향하는 방향이고, 제 2 축방향 (D2) 은 하우징 (2) 의 전방 단부 (2a) 를 향하는 방향이다.

도시된 실시형태에서, 클램핑 디바이스 (1) 는 주변벽 (14) 의 원주 방향으로 이격된 3 개의 제 1 웨지들 (40) 을 포함한다. 각각의 제 1 웨지 (40) 는 주변벽 (14) 을 통해 반경방향으로 연장되는 각각의 제 1 개구 (45) 내에 슬라이딩가능하게 수용된다. 제 1 웨지들 (40) 은, 이 제 1 웨지들이 연관된 제 1 개구 (45) 에서 반경방향 내부로 가압될 때, 드로우바 (5) 를 후퇴 잠금 위치를 향해 함께 가압하도록 구성된다.

클램핑 디바이스 (1) 는 하우징 (2) 의 주변벽 (14) 에 있는 대응하는 개수의 제 1 개구들 (45) 을 통해 연장하도록 배열된 임의의 적절한 개수의 제 1 웨지들 (40) 을 포함할 수 있다. 제 1 웨지들 (40) 및 연관된 제 1 개구들 (45) 은 바람직하게는 주변벽 (14) 의 원주 방향으로 균일하게 분포된다.

각각의 제 1 웨지 (40) 는 하우징 (2) 의 주변벽 (14) 으로부터 외부로 대면하는 제 1 압력 수용 표면 (41) 을 포함하고, 작동 슬리브 (30) 는 그 내부측에 제 1 웨지 상의 제 1 압력 수용 표면 (41) 과 접촉하기 위해 내부로 대면하는 제 1 압력 인가 표면들 (31) 이 제공된다. 각각의 제 1 압력 인가 표면 (31) 은, 전술한 제 1 축방향 (D1) 에서 볼 때 증가하는 종축 (L) 에 대한 반경방향 거리를 가진다. 제 1 압력 인가 표면들 (31) 은, 상기 작동 슬리브 (30) 가 상기 제 1 축방향 (D1) 으로 이동될 때, 제 1 웨지들 상의 제 1 압력 수용 표면들 (41) 에 대해 가압함으로써, 제 1 웨지들 (40) 을 제 1 개구들 (45) 내에서 반경방향 내부로 가압하도록 구성된다.

각각의 제 1 웨지 (40) 는, 또한 하우징 (2) 의 후방 단부 (2b) 를 향해 대면하고 하우징의 전방 단부 (2a) 를 향해 대면하는 드로우바 (5) 상의 제 1 슬라이드 표면 (16) 과 접촉하는 웨지 표면 (46) 을 포함한다. 제 1 웨지들 (40) 이 작동 슬리브 (30) 에 의해 제 1 개구 (45) 에서 반경방향 내부로 가압될 때, 각각의 제 1 웨지 (40) 의 웨지 표면 (46) 은 드로우바 상의 대응하는 제 1 슬라이드 표면 (16) 에 대해 슬라이딩하여 가압하고, 이에 의해 드로우바 (5) 가 후퇴 잠금 위치를 향해 이동하도록 가압한다.

도시된 실시형태에서, 각각의 제 1 웨지의 웨지 표면 (46) 및 드로우바 (5) 상의 연관된 제 1 슬라이드 표면 (16) 은 종축 (L) 에 수직인 하우징 (2) 을 통한 종단면에서 볼 때 종축 (L) 에 대해 경사진 평면 표면들로서 형성된다. 이 경우에, 이들 표면들 (16, 46) 은 도 10 에 도시된 바와 같이 종축 (L) 에 수직인 단면 평면에서 볼 때 선형이다. 각각의 제 1 웨지의 웨지 표면 (46) 및 드로우바 (5) 상의 연관된 제 1 슬라이드 표면 (16) 은 대안적으로 종축 (L) 에 수직인 단면 평면에서 볼 때 만곡될 수 있다. 후자의 경우에, 이들 표면들 (16, 46) 은 비평면이다. 다른 대안으로서, 이들 표면들 (16, 46) 중 하나는 종축 (L) 에 수직인 하우징 (2) 을 통해 종단면에서 볼 때 만곡될 수 있다.

작동 슬리브 (30) 는, 바람직하게는 작동 슬리브 (30) 와 제 1 웨지들 (40) 의 영향 하에서 드로우바 (5) 가 후퇴 잠금 위치로 강제될 때, 주변벽 (14) 상의 자체-잠금 축방향 위치를 취하도록 구성되어, 이에 의해 작동 슬리브 (30) 가 드로우바 (5) 를 후퇴 잠금 위치에 유지하게 한다. 자체-잠금 축방향 위치에서, 작동 슬리브 (30) 와 이 작동 슬리브 (30) 와 접촉하는 제 1 웨지들 (40) 및/또는 주변벽 (14) 의 부분들 사이의 마찰력들은 작동 슬리브가 제 2 축방향 (D2) 으로 축방향으로 변위되는 것을 방지한다.

제 1 압력 인가 표면들 (31) 및 제 1 압력 수용 표면들 (41) 은, 드로우바 (5) 가 작동 슬리브 (30) 및 제 1 웨지들 (40) 의 영향 하에서 후퇴 잠금 위치로 가압되었을 때, 제 1 웨지들 (40) 이 주변벽 (14) 상의 자체-잠금 축방향 위치에 작동 슬리브 (30) 를 유지할 수 있도록 하는 그러한 각도 (α) (도 4 참조) 만큼 종축 (L) 에 대해 경사지는 것이 바람직하다.

도시된 실시형태에서, 클램핑 디바이스 (1) 는 주변벽 (14) 의 원주 방향으로 이격된 3 개의 제 2 웨지들 (50) 을 포함한다. 각각의 제 2 웨지 (50) 는 주변벽 (14) 을 통해 반경방향으로 연장되는 각각의 제 2 개구 (55) 내에 슬라이딩가능하게 수용된다. 제 2 웨지들 (50) 은, 이 제 2 웨지들이 연관된 제 2 개구 (55) 에서 반경방향 내부로 가압될 때, 드로우바 (5) 를 전진 해제 위치를 향해 함께 가압하도록 구성된다.

클램핑 디바이스 (1) 는 하우징 (2) 의 주변벽 (14) 에 있는 대응하는 개수의 제 2 개구들 (55) 을 통해 연장하도록 배열된 임의의 적절한 개수의 제 2 웨지들 (50) 을 포함할 수 있다. 제 2 웨지들 (50) 및 연관된 제 2 개구들 (55) 은 바람직하게는 주변벽 (14) 의 원주 방향으로 균일하게 분포된다.

각각의 제 2 웨지 (50) 는 하우징 (2) 의 주변벽 (14) 으로부터 외부로 대면하는 제 2 압력 수용 표면 (52) 을 포함하고, 작동 슬리브 (30) 는 그 내부측에 제 2 웨지 상의 제 2 압력 수용 표면 (52) 과 접촉하기 위해 내부로 대면하는 제 2 압력 인가 표면들 (32) 이 제공된다. 각각의 제 2 압력 인가 표면 (32) 은, 전술한 제 2 축방향 (D2) 에서 볼 때 증가하는 종축 (L) 에 대한 반경방향 거리를 가진다. 제 2 압력 인가 표면들 (32) 은, 상기 작동 슬리브 (30) 가 상기 제 2 축방향 (D2) 으로 이동될 때, 제 2 웨지들 상의 제 2 압력 수용 표면들 (52) 에 대해 가압함으로써, 제 2 웨지들 (50) 을 제 2 개구들 (55) 내에서 반경방향 내부로 가압하도록 구성된다.

각각의 제 2 웨지 (50) 는, 또한 하우징 (2) 의 전방 단부 (2a) 를 향해 대면하고 하우징의 후방 단부 (2b) 를 향해 대면하는 드로우바 (5) 상의 제 1 슬라이드 표면 (17) 과 접촉하는 웨지 표면 (57) 을 포함한다. 제 2 웨지들 (50) 이 작동 슬리브 (30) 에 의해 제 2 개구 (55) 에서 반경방향 내부로 가압될 때, 각각의 제 2 웨지 (50) 의 웨지 표면 (57) 은 드로우바 상의 대응하는 제 1 슬라이드 표면 (17) 에 대해 슬라이딩하여 가압하고, 이에 의해 드로우바 (5) 가 전진 잠금 위치를 향해 이동하도록 가압한다.

도시된 실시형태에서, 각각의 제 2 웨지의 웨지 표면 (57) 및 드로우바 (5) 상의 연관된 제 2 슬라이드 표면 (17) 은 종축 (L) 에 수직인 하우징 (2) 을 통한 종단면에서 볼 때 종축 (L) 에 대해 경사진 평면 표면들로서 형성된다. 이 경우에, 이들 표면들 (17, 57) 은 도 11 에 도시된 바와 같이 종축 (L) 에 수직인 단면 평면에서 볼 때 선형이다. 각각의 제 2 웨지의 웨지 표면 (57) 및 드로우바 (5) 상의 연관된 제 2 슬라이드 표면 (17) 은 대안적으로 종축 (L) 에 수직인 단면 평면에서 볼 때 만곡될 수 있다. 후자의 경우에, 이들 표면들 (17, 57) 은 비평면이다. 다른 대안으로서, 이들 표면들 (17, 57) 중 하나는 종축 (L) 에 수직인 하우징 (2) 을 통해 종단면에서 볼 때 만곡될 수 있다.

각각의 제 1 웨지 (40) 는 또한 하우징 (2) 의 주변벽 (14) 으로부터 외부로 대면하는 제 3 압력 수용 표면 (43) 을 포함하고, 작동 슬리브 (30) 는 그 내부측에 각각의 제 1 웨지 상의 제 3 압력 수용 표면 (43) 과 접촉하기 위해 내부로 대면하는 제 3 압력 인가 표면 (33) 이 제공된다. 제 3 압력 인가 표면 (33) 은, 제 1 축방향 (D1) 에서 볼 때 증가하는 종축 (L) 에 대한 반경방향 거리를 가진다. 제 3 압력 인가 표면 (33) 및 제 3 압력 수용 표면들 (43) 은 종축 (L) 에 대하여, 전술한 각도 (α) 보다 큰 각도 (β) (도 6 참조) 만큼 경사진다. 제 1 압력 인가 표면 (31) 및 제 3 압력 인가 표면 (33) 및 제 1 압력 수용 표면 (41) 및 제 3 압력 수용 표면 (43) 은 작동 슬리브 (30) 상에 그리고 각각의 제 1 웨지 (40) 상에 각각 연속적으로 배열되어, 제 1 축방향 (D1) 으로의 작동 슬리브 (30) 의 이동 시에, 제 3 압력 인가 표면 (33) 은 이동의 초기 제 1 단계 동안 연관된 제 3 압력 수용 표면 (43) 에 대하여 슬라이딩하고 가압하도록 구성되고, 그 후에 제 1 압력 인가 표면 (31) 은 이동의 후속 제 2 단계 동안 연관된 제 1 압력 수용 표면 (41) 에 대하여 슬라이딩하고 가압하도록 구성된다.

도시된 실시형태에서, 작동 슬리브 (30) 상의 상기 제 3 압력 인가 표면 (33) 은 환형의 회전 대칭 표면의 형태를 갖는다. 이 경우에, 작동 슬리브 (30) 상에는 하나의 단일 제 3 압력 인가 표면 (33) 이 존재한다. 그러나, 대안으로서 작동 슬리브 (30) 는 제 1 웨지 (40) 의 개수에 대응하는 여러 개의 별개의 제 3 압력 인가 표면 (33) 을 구비할 수 있으며, 각각의 제 1 웨지 (40) 상의 제 3 압력 수용 표면 (43) 은 작동 슬리브 (30) 상의 그 자신의 제 3 압력 인가 표면 (33) 과 연관된다.

제 1 압력 인가 표면 (31) 및 제 3 압력 인가 표면 (33) 과 제 1 압력 수용 표면 (41) 및 제 3 압력 수용 표면 (43) 은 종축 (L) 에 수직한 단면 평면에서 볼 때 만곡되는 것이 유리하다. 또한, 제 2 압력 인가 표면 (32) 과 제 2 압력 수용 표면 (52) 은 종축 (L) 에 수직한 단면 평면에서 볼 때 만곡될 수 있다. 그러나, 압력 인가 표면들 (31, 32, 33) 및 압력 수용 표면들 (41, 52, 43) 중 하나 이상은 대안으로서 평면 표면들의 형태를 가질 수 있고, 결과적으로 종축 (L) 에 수직인 단면 평면에서 볼 때 선형일 수 있다. 도시된 실시형태에서, 각각의 제 2 압력 인가 표면 (32) 은 작동 슬리브 (30) 의 회전 대칭 내부벽 표면 (35) 에 형성된 리세스 (34) 에 제공된다. 또한, 도시된 실시형태에서, 작동 슬리브의 내부측 상의 이러한 회전 대칭 내부벽 표면 (35) 의 일부 (39) 는 원뿔 형상이고, 제 1 압력 인가 표면들 (31) 은 이 원뿔 형상 벽부 (39) 의 상이한 부분들 상에 제공된다.

제 1 웨지들 (40) 및 제 2 웨지들 (50) 은 주변벽 (14) 의 원주 방향에서 볼 때 교대로 배열되며, 제 1 웨지들 (40) 각각의 하나는 주변벽 (14) 의 원주 방향에서 볼 때 제 2 웨지들 (50) 중 하나가 뒤따르고, 제 2 웨지들 (50) 각각의 하나는 주변벽 (14) 의 원주 방향에서 볼 때 제 1 웨지들 (40) 중 하나가 뒤따른다.

도시된 실시형태에 따르면, 제 1 압력 인가 표면들 (31) 및 제 2 압력 인가 표면들 (32) 은 작동 슬리브 (30) 의 축방향으로 부분적으로 서로 중첩되고, 작동 슬리브 (30) 의 원주 방향으로 서로 이격된다.

제 1 웨지 (40) 및 제 2 웨지 (50) 는 하우징 (2) 의 주변벽 (14) 의 연관된 제 1 개구 (45) 및 제 2 개구 (55) 에 회전불가능하게 수용되며, 즉 각각의 웨지는 연관된 개구에서 회전하는 것이 방지된다. 도시된 실시형태에서, 각각의 웨지 (40, 50) 및 주변벽 (14) 의 연관된 개구 (45, 55) 는 원형 단면 형상을 갖는 상호 접촉 표면을 갖는다. 이 경우에, 볼 (18) (도 10 및 도 11 참조) 은 각각의 웨지 (40, 50) 와 연관된 개구 (45, 55) 의 내부 표면 사이에 배열되며, 이 볼 (18) 은 웨지의 엔벌로프 표면 내의 리세스들 (48, 58) 내에 부분적으로 수용되고, 개구의 내부 표면 내의 세장형 홈 (19) 내에 부분적으로 수용된다. 볼 (18) 은 그 엔벌로프 표면 상의 리세스 (48, 58) 내에 수용됨으로써 연관된 웨지 (40, 50) 에 대해 제 위치에 고정된 채로 유지된다. 볼 (18) 은 연관된 개구 (45, 55) 내의 세장형 홈 (19) 내에 슬라이딩가능하게 수용되고, 이에 의해 웨지 (40, 50) 는 볼 (18) 이 웨지가 개구 내에서 회전하는 것을 방지하는 것과 동시에 연관된 개구 (45, 55) 의 축방향으로 이동하도록 허용된다. 대안으로서, 웨지들 (40, 50) 의 엔벌로프 표면들 및 개구들 (45, 55) 의 내부 표면들은, 웨지들이 연관된 개구들 내에서 회전하는 것을 방지하기 위해, 비원형 단면 형상, 예를 들어 타원형 단면 형상을 가질 수 있다.

클램핑 디바이스 (1) 는 또한 제 1 축방향 (D1) 및 제 2 축방향 (D2) 으로의 작동 슬리브 (30) 의 이동을 유효하게 하기 위한 공압식 액추에이터들의 하나 이상의 유압과 같은 추가 구성요소들을 포함할 수 있다. 이러한 액츄에이터에 의해 클램핑 디바이스 (1) 의 제어가 용이하게 자동화될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 클램핑 디바이스 (1) 는 자동 공구 변경 작동시에 사용하기에 적절하다. 그러나, 본 발명에 따른 클램핑 디바이스 (1) 는 수동 작동에도 적용될 수 있다.

공구 홀더 (60) 가 하우징 (2) 에 클램핑될 때, 공구 홀더 생크 (61) 는 도 5 에 도시된 바와 같이 드로우바 (5) 가 전진 해제 위치에 위치된 상태로 보어 (3) 의 장착부 (10) 내로 삽입된다. 이에 의해, 드로우바의 헤드부 (6) 는 공구 홀더 생크 (61) 내의 결합 보어 (62) 에 수용되고, 공구 홀더 생크 (61) 내의 결합 홈 (64) 은 결합 부재들 (20) 의 결합 플랜지들 (27) 의 외부측에 위치된다. 이에 따라, 작동 슬리브 (30) 는, 예를 들어 유압식 또는 공압식 액추에이터 또는 수동 작동에 의해, 제 1 축방향 (D1) 으로 이동된다. 작동 슬리브 (30) 의 이러한 축방향 이동의 제 1 단계 동안, 작동 슬리브 (30) 상의 제 3 압력 인가 표면 (33) 은 제 1 웨지들 (40) 상의 제 3 압력 수용 표면들 (43) 에 대해 슬라이딩하여 가압할 것이다. 이에 의해, 제 1 웨지들 (40) 은 반경 방향 내부로 가압될 것이고, 드로우바 (5) 는 후퇴 잠금 위치를 향해 축방향으로 변위될 것이다. 제 3 압력 인가 및 수용 표면 (33, 43) 의 비교적 가파른 경사 (β) 로 인해, 제 1 웨지들 (40) 은 초기에 상당히 빠르게 내부로 이동할 것이며, 이는 드로우바 (5) 의 비교적 신속한 변위를 초래한다. 비교적 급격한 각도 (β) 는 드로우바 (5) 의 초기 변위가 많은 힘을 필요로 하지 않기 때문에 유리하다. 제 1 압력 인가 표면 및 제 3 압력 인가 표면 (31, 33) 및 제 1 압력 수용 표면 및 제 3 압력 수용 표면 (41, 43) 은, 제 3 압력 인가 표면 (33) 이 제 3 압력 수용 표면 (43) 을 통과하고 제 1 압력 인가 표면 (31) 이 제 1 압력 수용 표면 (41) 에 도달하는 거리로 작동 슬리브 (30) 가 이동될 때, 즉 이들 각각의 표면들 사이의 전이부에서, 드로우바 (5) 가 보어 (3) 내에서 그의 최종 후퇴 위치에 거의 도달하도록 배열된다. 따라서, 큰 힘이 유리한 최종 클램핑 단계에 대해, 제 1 압력 인가 및 수용 표면들 (31, 41) 은 활성이다. 이 단계에서, 작동 슬리브 (30) 의 비교적 큰 이동은 제 1 웨지들 (40) 의 매우 작은 반경방향 변위, 및 드로우바 (5) 의 훨씬 더 작은 축방향 변위를 초래할 것이고, 이는 결과적으로 드로우바 (5) 가 큰 힘으로 공구 홀더 생크 (61) 를 당겨서 하우징 (2) 과 견고하게 결합시키는 것을 가능하게 하는 힘 증폭 효과를 제공할 것이다. 또한, 제 1 압력 인가 표면 (31) 및 제 1 압력 수용 표면 (41) 의 작은 경사 (α) 는 클램핑 디바이스가 임의의 추가 잠금 수단을 필요로 하지 않고서 클램핑된 상태로 유지되는 자체-잠금 효과를 제공할 것이다. 이로써, 작동 슬리브 (30) 상의 힘은 드로우바 (5) 가 후퇴 잠금 위치에 도달했을 때 해제될 수 있다.

공구 변경 작동이 수행되고 공구홀더 (60) 가 하우징 (2) 으로부터 해제되면, 작동 슬리브 (30) 는 제 2 축방향 (D2) 으로 이동된다. 작동 슬리브 (30) 가 제 2 축방향 (D2) 으로 충분한 힘을 받을 때, 작동 슬리브 (30) 상의 제 1 압력 인가 표면 (31) 과 제 1 웨지들 (40) 상의 제 1 압력 수용 표면 (41) 사이의 자체-잠금 마찰 결합이 해제될 것이고, 그리하여 작동 슬리브 (30) 는 제 2 축방향으로 하우징 (2) 에 대해 이동가능하다. 작동 슬리브 (30) 가 이 방향으로 이동될 때, 작동 슬리브 (30) 상의 제 2 압력 인가 표면들 (32) 은 제 2 웨지 (50) 상의 제 2 압력 수용 표면 (52) 에 대해 슬라이드하고 가압할 것이다. 이에 의해, 제 2 웨지들 (50) 은 반경 방향 내부로 가압될 것이고, 드로우바 (5) 는 전진 해제 위치를 향해 축방향으로 변위될 것이다. 드로우바 (5) 가 전진 해제 위치를 향해 이동될 때, 드로우바 (5) 의 헤드부 (6) 의 외부 단부는 공구 홀더 생크 (61) 의 결합 보어 (62) 의 표면 (65) 에 대해 타격될 것이고, 이에 의해 공구 홀더 생크 (61) 를 하우징 (2) 으로부터 해제시킨다. 전진 해제 위치를 향한 드로우바 (5) 의 이동 중에, 드로우바 (5) 상의 제 1 슬라이드 표면들 (16) 은 제 1 웨지들 (40) 상의 웨지 표면들 (46) 에 대해 가압되고, 이에 의해 제 1 웨지들 (40) 을 반경방향 외부로 가압할 것이다. 제 1 웨지들 (40) 의 반경방향 외부로의 이동은 작동 슬리브 (30) 의 내부측 상의 환형 홈 (37) 에 고정되는 정지 링 (36) 에 의해 제한된다.

본 발명은 물론 전술한 실시형태들에 임의의 방식으로 제한되지 않는다. 반대로, 그 변경예에 대해 많은 가능성들이 첨부된 청구항들에 규정된 바와 같은 본 발명의 기본 사상으로부터 벗어나지 않고 본 기술 분야의 당업자에게는 명백할 것이다.

Claims (15)

1. 공구 홀더 생크를 해제가능하게 유지하기 위한 클램핑 디바이스로서,
   상기 클램핑 디바이스 (1) 는,
   - 전방 단부 (2a), 후방 단부 (2b) 및 상기 전방 단부 (2a) 와 교차하며 상기 전방 단부로부터 후방으로 연장되는 보어 (3) 를 가지는 하우징 (2) 으로서, 상기 보어 (3) 의 전방 단부에 상기 공구 홀더 생크 (61) 를 수용하기 위한 장착부 (10) 가 제공되는, 상기 하우징 (2),
   - 전진 해제 위치와 후퇴 잠금 위치 사이에서 상기 보어 내에서 상기 보어의 종축 (L) 을 따라 왕복 이동가능하도록 상기 보어 (3) 내부에 슬라이딩가능하게 장착된 드로우바 (5),
   - 상기 드로우바의 전방 단부에서 상기 드로우바 (5) 주위에 배열된 결합 부재들 (20) 로서, 상기 결합 부재들 (20) 은, 상기 전진 해제 위치로부터 상기 후퇴 잠금 위치로 상기 드로우바 (5) 의 이동 영향 하에서, 상기 결합 부재들 (20) 이 상기 공구 홀더 생크 (61) 가 상기 장착부 (10) 내외로 이동하게 하는 제 1 위치로부터, 상기 결합 부재들 (20) 이 상기 공구 홀더 생크 (61) 와 잠금 결합하고 상기 하우징 (2) 에 상기 공구 홀더 생크를 고정시켜 유지하는 제 2 위치로 이동가능한, 상기 결합 부재들 (20), 및
   - 상기 하우징의 상기 후방 단부 (2b) 를 향하여 대면하는 웨지 표면 (46) 및 제 1 압력 수용 표면 (41) 을 포함하는 제 1 웨지 (40)
   를 포함하고,
   - 상기 제 1 웨지 (40) 는 상기 하우징 (2) 의 주변벽 (14) 을 통해 반경방향으로 연장되는 제 1 개구 (45) 에 슬라이딩가능하게 수용되고, 상기 제 1 웨지 상의 상기 제 1 압력 수용 표면 (41) 은 상기 하우징 (2) 으로부터 외부로 대면하고, 상기 제 1 웨지 상의 상기 웨지 표면 (46) 은 상기 하우징의 상기 전방 단부 (2a) 를 향해 대면하는 상기 드로우바 상의 제 1 슬라이드 표면 (16) 과 접촉하며, 상기 제 1 웨지 (40) 는 상기 드로우바가 상기 제 1 개구 (45) 내에서 반경방향 내부로 가압될 때 상기 후퇴 잠금 위치를 향해 상기 드로우바 (5) 를 가압하도록 구성되고,
   - 상기 클램핑 디바이스 (1) 는 상기 주변벽 (14) 을 통해 반경방향으로 연장되는 제 2 개구 (55) 에 슬라이딩가능하게 수용되는 제 2 웨지 (50) 를 포함하고, 상기 제 2 웨지 (50) 는, 상기 하우징의 전방 단부 (2a) 를 향해 대면하고 상기 하우징의 후방 단부 (2b) 를 향해 대면하는 상기 드로우바 상의 제 2 슬라이드 표면 (17) 과 접촉하는 제 2 웨지 표면 (57), 및 상기 하우징 (2) 으로부터 외부로 대면하는 제 2 압력 수용 표면 (52) 을 포함하고, 상기 제 2 웨지 (50) 는 상기 드로우바가 상기 제 2 개구 (55) 내에서 반경방향 내부로 가압될 때 상기 전진 해제 위치를 향해 상기 드로우바 (5) 를 가압하도록 구성되고,
   - 상기 클램핑 디바이스 (1) 는 상기 주변벽 (14) 둘레에 배열되는 작동 슬리브 (30) 를 포함하고, 상기 작동 슬리브는, 상기 드로우바 (5) 를 상기 전진 해제 위치로부터 상기 후퇴 잠금 위치로 이동시키기 위해 제 1 축방향 (D1) 으로 그리고 상기 드로우바 (5) 를 상기 후퇴 잠금 위치로부터 상기 전진 해제 위치로 이동시키기 위해 반대의 제 2 축방향 (D2) 으로 상기 하우징 (2) 에 대하여 축방향으로 이동가능하도록 상기 주변벽에 슬라이딩가능하게 장착되며, 상기 작동 슬리브 (30) 는 그 내부측에, 상기 제 1 압력 수용 표면 (41) 과 접촉하기 위해 내부로 대면하고 상기 제 1 축방향 (D1) 에서 볼 때 증가하는 상기 종축 (L) 에 대한 반경방향 거리를 갖는 제 1 압력 인가 표면 (31), 및 상기 제 2 압력 수용 표면 (52) 과 접촉하기 위해 내부로 대면하고 상기 제 2 축방향 (D2) 에서 볼 때 증가하는 상기 종축 (L) 에 대한 반경방향 거리를 갖는 제 2 압력 인가 표면 (32) 이 제공되며,
   - 상기 제 1 압력 인가 표면 (31) 은 상기 작동 슬리브 (30) 가 상기 제 1 축방향 (D1) 으로 이동될 때 상기 제 1 압력 수용 표면 (41) 에 대해 가압함으로써 상기 제 1 웨지 (40) 를 상기 제 1 개구 (45) 내에서 반경방향 내부로 가압하도록 구성되고,
   - 상기 제 2 압력 인가 표면 (32) 은 상기 작동 슬리브 (30) 가 상기 제 2 축방향 (D2) 으로 이동될 때 상기 제 2 압력 수용 표면 (52) 에 대해 가압함으로써 상기 제 2 웨지 (50) 를 상기 제 2 개구 (55) 내에서 반경방향 내부로 가압하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 클램핑 디바이스.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 작동 슬리브 (30) 는, 상기 작동 슬리브 (30) 및 상기 제 1 웨지 (40) 의 영향 하에서, 상기 드로우바 (5) 가 상기 후퇴 잠금 위치로 강제될 때, 상기 주변벽 (14) 상의 자체-잠금 축방향 위치를 취하도록 구성되어, 이에 의해 상기 드로우바 (5) 를 상기 후퇴 잠금 위치에 유지하는 것을 특징으로 하는, 클램핑 디바이스.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 압력 인가 표면 (31) 및 상기 제 1 압력 수용 표면 (41) 은, 상기 작동 슬리브 (30) 및 상기 제 1 웨지 (40) 의 영향 하에서, 상기 드로우바 (5) 가 상기 후퇴 잠금 위치로 가압되었을 때, 상기 제 1 웨지 (40) 가 상기 주변벽 (14) 상의 자체-잠금 축방향 위치에 상기 작동 슬리브 (30) 를 유지할 수 있도록 하는 각도 (α) 만큼 상기 종축 (L) 에 대해 경사지는 것을 특징으로 하는, 클램핑 디바이스.
4. 제 3 항에 있어서,
   - 상기 제 1 웨지 (40) 는 상기 하우징 (2) 으로부터 외부로 대면하는 제 3 압력 수용 표면 (43) 을 포함하며,
   - 상기 작동 슬리브 (30) 는 그 내부측에, 상기 제 3 압력 수용 표면 (43) 과 접촉하기 위해 내부로 대면하는 제 3 압력 인가 표면 (33) 이 제공되고, 상기 제 3 압력 인가 표면 (33) 은 상기 제 1 축방향 (D1) 에서 볼 때 증가하는 상기 종축 (L) 에 대한 반경 방향 거리를 가지고,
   - 상기 제 3 압력 인가 표면 (33) 및 상기 제 3 압력 수용 표면 (43) 은 상기 종축 (L) 에 대해 상기 각도 (α) 보다 큰 각도 (β) 만큼 경사져 있으며,
   - 상기 제 1 압력 인가 표면 (31) 및 상기 제 3 압력 인가 표면 (33) 및 상기 제 1 압력 수용 표면 (41) 및 상기 제 3 압력 수용 표면 (43) 은 상기 작동 슬리브 (30) 상에 그리고 상기 제 1 웨지 (40) 상에 각각 연속적으로 배열되어, 상기 제 1 축방향 (D1) 으로의 작동 슬리브 (30) 의 이동 시에, 상기 제 3 압력 인가 표면 (33) 은 이동의 제 1 단계 동안 상기 제 3 압력 수용 표면 (43) 에 대하여 슬라이딩하고 가압하도록 구성되고, 상기 제 1 압력 인가 표면 (31) 은 이동의 후속 제 2 단계 동안 상기 제 1 압력 수용 표면 (41) 에 대하여 슬라이딩하고 가압하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 클램핑 디바이스.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 압력 인가 표면 (31) 및 상기 제 3 압력 인가 표면 (33) 과 상기 제 1 압력 수용 표면 (41) 및 상기 제 3 압력 수용 표면 (43) 은 상기 종축 (L) 에 수직한 단면 평면에서 볼 때 만곡되는 것을 특징으로 하는, 클램핑 디바이스.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 압력 인가 표면 (31) 및 상기 제 2 압력 인가 표면 (32) 은 상기 작동 슬리브 (30) 의 축방향으로 부분적으로 서로 중첩되고, 상기 작동 슬리브 (30) 의 원주 방향으로 서로 이격되는 것을 특징으로 하는, 클램핑 디바이스.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제 2 압력 인가 표면 (32) 은 상기 작동 슬리브 (30) 의 회전 대칭 내부벽 표면 (35) 에 형성된 리세스 (34) 에 제공되는 것을 특징으로 하는, 클램핑 디바이스.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 클램핑 디바이스 (1) 는 상기 주변벽 (14) 의 원주 방향으로 이격된 2 개 이상의 이러한 제 1 웨지들 (40) 을 포함하고, 각각의 제 1 웨지 (40) 는 상기 주변벽 (14) 을 통해 반경방향으로 연장되는 각각의 제 1 개구 (45) 내에 수용되는 것을 특징으로 하는, 클램핑 디바이스.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 제 1 웨지들 (40) 은 개수가 3 개인 것을 특징으로 하는, 클램핑 디바이스.
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 웨지들 (40) 은 상기 주변벽 (14) 의 원주 방향으로 균일하게 분포되는 것을 특징으로 하는, 클램핑 디바이스.
11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 클램핑 디바이스 (1) 는 상기 주변벽 (14) 의 원주 방향으로 이격된 2 개 이상의 이러한 제 2 웨지들 (50) 을 포함하고, 각각의 제 2 웨지 (50) 는 상기 주변벽 (14) 을 통해 반경방향으로 연장되는 각각의 제 2 개구 (55) 내에 수용되는 것을 특징으로 하는, 클램핑 디바이스.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 웨지들 (50) 은 개수가 3 개인 것을 특징으로 하는, 클램핑 디바이스.
13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 웨지들 (50) 은 상기 주변벽 (14) 의 원주 방향으로 균일하게 분포되는 것을 특징으로 하는, 클램핑 디바이스.
14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 웨지들 (40) 및 상기 제 2 웨지들 (50) 은 상기 주변벽 (14) 의 원주 방향에서 볼 때 교대로 배열되며, 상기 제 1 웨지들 (40) 각각의 하나는 상기 주변벽 (14) 의 원주 방향에서 볼 때 상기 제 2 웨지들 (50) 중 하나가 뒤따르고, 상기 제 2 웨지들 (50) 각각의 하나는 상기 주변벽 (14) 의 원주 방향에서 볼 때 상기 제 1 웨지들 (40) 중 하나가 뒤따르는, 클램핑 디바이스.
15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징 (2) 은 머신 스핀들인 것을 특징으로 하는, 클램핑 디바이스.

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