KR20240056828A - 기어 절삭 가공을 위한 장치, 공구 헤드 및 기어 절삭 기계 - Google Patents

Abstract

회전 가공 공구(150)를 이용하여 기어 절삭 가공을 위한 장치(100)가 개시된다. 장치는 구동 모터(134) 및 가공 공구(150)를 구동할 수 있고 구동 모터(134)에 의해 구동될 수 있는 모터 스핀들 샤프트(133)를 갖는 모터 스핀들(130)을 구비한다. 장치는 장치를 공구 헤드의 작업 스핀들 상에 해제 가능하게 장착하기 위한 장착 구조체(120)를 더 구비한다. 장착 구조체(120)는 상기 장치가 공구 헤드의 작업 스핀들 상에 장착될 때 공구 축(B)이 작업 스핀들 축과 평행하게 연장되도록 구성된다. 또한 간단한 방식으로 가공 공구(150)를 카운터 베어링(140)에 연결하는 것을 가능하게 하는 장치가 개시된다. 이를 위해, 카운터 베어링은 중공 샤프트(143)를 갖는다. 클램핑 맨드릴(160)은 클램핑 맨드릴의 종축을 따라 상이한 위치들에 배치된 제 1 및 제 2 클램핑 영역들을 갖는다. 클램핑 맨드릴은 중공 샤프트를 통해 공구 축을 따라 가공 공구(150)의 종방향 보어(156) 내로 도입된다.

Description

기어 절삭 가공을 위한 장치, 공구 헤드 및 기어 절삭 기계

본 발명은 회전 가공 공구를 이용하여 기어를 가공하기 위한 장치, 이를 구비한 공구 헤드, 및 이를 구비한 기어 절삭 기계에 관한 것이다.

연속적인 창성 기어 연삭(generating gear grinding)에서, 톱니형 공작물이 회전 연삭 웜(rotating grinding worm)과의 창성 맞물림(즉, 롤링 맞물림)으로 가공된다. 연삭 웜은 작업 스핀들(work spindle)을 포함하는 공구 헤드(tool head) 상에 장착된다. 일 단부에는, 연삭 웜이 작업 스핀들에 연결되는데, 이는 연삭 웜을 회전하도록 구동한다. 연삭 웜의 타 단부에는 카운터 베어링(counter bearing)이 제공될 수 있다. 그러나, 특히 직경에 비해 상대적으로 짧은 연삭 웜의 경우 카운터 베어링이 종종 생략된다. 이렇게 하면 연삭 웜을 더 쉽고 빠르게 교체할 수 있다.

최근에는, 전기 구동 장치에 사용되는 것과 같이 작은 모듈(module)을 갖는 기어를 가공하려는 대상이 점점 더 빈번하게 발생하고 있다. 이를 위해, 비교적 작지만 긴 연삭 웜을 사용하는 것이 유용할 수 있다. 간섭 윤곽(interfering contour)이 기어와 축 방향으로 접하는 기어의 가공에는 작은 연삭 웜 직경이 필요할 수도 있다. 작고, 긴 연삭 웜의 경우, 한쪽 베어링은 불리하므로, 연삭 웜을 양 단부들에서 지지해야 한다. 다른 작지만 긴 가공 공구에도 동일하게 적용된다.

종래 기술에서는, 가공 공구를 양 단부들에서 지지하는 공구 헤드의 실시 형태들이 많이 있다. 가공 공구가 양 단부들에서 지지된다는 사실에도 불구하고 교환할 수 있도록 하기 위해, 종래 기술에서는 영구적으로 장착된 구동 스핀들 및 제거 가능하거나 이동 가능한 카운터 베어링을 제공하는 것이 제안되었다. 이동 가능한 카운터 베어링을 갖는 일 실시 형태가 EP0516596A1에 나와 있다. 그러나, 이러한 해결책은 카운터 베어링의 위치 정확도 및 공구 헤드의 강성과 관련하여 단점을 초래할 수 있다.

비교적 작은 연삭 웜이 원래 상당히 더 큰 직경의 연삭 웜과 함께 사용하도록 구성되고, 이에 상응하는 큰 작업 스핀들과, 적용 가능하다면, 동일하게 큰 카운터 베어링을 갖는 기어 절삭 기계에 사용될 때, 더 큰 문제가 발생한다. 그러면 작업 스핀들 또는 카운터 베어링과 공작물이 충돌이 발생할 수 있다. 또한 이러한 대형 작업 스핀들의 공구 인터페이스가 소형 가공 공구에 연결하는 데 적합하지 않거나, 작업 스핀들이 원하는 속도에 도달하지 못할 수도 있다.

EP2216118A2는 호빙 공구(hobbing tool)용 공구 홀더(tool holder) 및 적어도 5개의 축들을 갖는 만능 밀링 머신의 밀링 헤드(milling head)에 장착하기 위한 패스너(fastener)를 포함하는 장치를 개시한다. 기어박스(gearbox)는 가공 공구의 작업 스핀들의 회전 운동을 호빙 공구에 전달하여 호빙 공구를 구동시킨다. 이러한 방식으로, 자체적으로 호빙 가공용으로 구성되지 않은 기존 범용 밀링 머신은 그럼에도 불구하고 호빙 가공을 수행하는데 사용될 수 있다. 그러나, 이 장치에는 몇 가지 단점이 있다. 예를 들어, 호빙은 공구 회전과 공작물 회전의 매우 정확한 동기화를 필요로 한다. 이 요구 사항은 기어박스로 충족시키기 어렵다. 둘째, 호빙 공구의 회전축은 밀링 헤드의 회전축과 수직이다. 따라서 이 배치는 기존 기어 절삭 기계에 사용하기에 적합하지 않다.

제 1 측면에서, 본 발명의 목적은 공구 헤드가 이러한 작은 가공 공구를 직접 수용하도록 구성되지 않은 기어 절삭 기계에 사용되도록, 비교적 작은 가공 공구, 특히 연삭 웜과 같은 창성법(일명 롤링 가공 공구)에 사용하기 위한 가공 공구를 가능하게 하는 장치를 제공하는 것이다.

이 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 장치에 의해 해결된다. 추가 실시 형태들은 종속항들에서 정의된다.

따라서, 제 1 단부 및 제 2 단부를 갖는 회전 가공 공구를 사용하여 기어를 가공하기 위한 장치가 개시된다. 이 장치는:

구동 모터 및 상기 구동 모터에 의해 구동 가능한 모터 스핀들 샤프트를 포함하는 모터 스핀들 - 상기 모터 스핀들은 공구 축을 중심으로 모터 스핀들 샤프트의 회전을 생성하도록 구성됨,

상기 모터 스핀들 샤프트는 그 일단부에서 가공 공구에 연결되어, 구동 모터를 이용하여, 가공 공구를 공구 축을 중심으로 회전 구동시키도록 구성됨-,

장치를 공구 헤드의 작업 스핀들에 해제 가능하게 부착하기 위한 부착 구조체(attachment structure), - 상기 작업 스핀들은 작업 스핀들 축을 중심으로 회전하도록 공구를 구동하기 위해 작업 스핀들 축을 중심으로 작업 스핀들 샤프트의 회전을 생성하도록 구성됨 -;

를 포함하고,

상기 모터 스핀들은 부착 구조체에 연결되며, 그리고

상기 부착 구조체는 장치가 공구 헤드의 작업 스핀들에 부착될 때 공구 축이 작업 스핀들 축과 평행한 방식으로 구성된다.

공구 헤드의 작업 스핀들에 연결되기에 적합하고 가공 공구를 구동하기 위해, 작업 스핀들과 별도로 형성된 구동 샤프트를 갖는 장치를 이하에서 "보조 스핀들 유닛(auxiliary spindle unit)"이라고도 한다. 본 발명에 따른 보조 스핀들 유닛은 공구 축이 작업 스핀들 축과 평행한 방식으로 공구 헤드의 작업 스핀들에 연결되도록 구성되므로, 가공 공구가 작업 스핀들에 직접 클램핑되어 있는 경우에 사용되는 것과 기본적으로 동일한 가공 운동학을 공작물 가공에 사용할 수 있다. 보조 스핀들 유닛에 독립적인 모터 스핀들을 제공함으로써, 작업 스핀들의 한계에 관계없이 가공 공구를 적절한 속도로 구동할 수 있다. 또한, 가공 공구가 창성법(generating method)에 의해 가공을 위한 가공 공구인 경우, 모터 스핀들의 존재는 드라이브가 기어박스 또는 톱니형 벨트 드라이브(toothed belt drive)를 통해 작업 스핀들로부터 제공되는 경우보다 가공 공구와 공작물의 회전 운동들 사이의 보다 정확한 동기화를 가능하게 한다.

보조 스핀들 유닛을 작업 스핀들에 부착한 후 공구 축이 작업 스핀들 축과 평행하게 연장되도록 하기 위해, 부착 구조체가 적어도 부분적으로 환형(즉, 부분적으로 환형 또는 완전히 환형) 영역을 갖는 것이 유리한데, 이 영역은 작업 스핀들(특히 작업 스핀들의 하우징 영역, 이 하우징 영역은 작업 스핀들의 공구 인터페이스에 인접하여 배치될 수 있음)을 수용하도록 구성되며, 적어도 부분적으로 환형 영역은 환형 축(링 축)을 형성하며 이 환형 축은 공구 축과 평행하게 연장된다. 그러나 공구 축이 작업 스핀들 축과 평행하도록 보장하는 부착 구조체의 다른 구성들, 즉, Hirth 톱니(Hirth toothing), 원형 아크 톱니, 영점 클램핑 시스템 또는 보조 스핀들 유닛과 작업 스핀들 사이의 원뿔형 연결도 가능하다. 따라서, 보조 스핀들 유닛이 작업 스핀들에 부착된 후 공구 축이 작업 스핀들 축과 평행한 것을 보장하기 위해 부착 구조체의 다양한 구성들이 가능하다.

특히 보조 스핀들 유닛이 창성법에 의한 가공에 사용되는 경우, 보조 스핀들 유닛이 또한 공구 축에 대한 스핀들 샤프트의 회전 위치(회전 각도)를 검출하는 회전 측정 시스템을 갖는다면 유리하다. 이러한 방식으로 검출된 스핀들 샤프트의 회전 위치는 회전 측정 시스템에 의해 머신 컨트롤러로 전송될 수 있으며, 이는 롤링 커플링을 유지하기 위해 가공 공구와 공작물의 회전 동작 간에 필요한 동기화를 형성한다.

보조 스핀들 유닛은 밸런싱 시스템(balancing system), 예를 들어 단일 또는 이중 평면 밸런싱 시스템을 구비할 수 있다. 그러나, 보조 스핀들은 밸런싱 시스템 없이도 작동될 수 있다.

보조 스핀들 유닛은 가공 공구를 그 제 2 단부에 회전 가능하게 장착하도록 구성된 카운터 베어링(counter bearing)을 더 포함할 수 있다. 이는 보조 스핀들 유닛이 그 직경에 비해 긴 가공 공구에 특히 적합하게 만든다.

보조 스핀들 유닛의 양호한 강성을 보장하기 위해, 모터 스핀들과 카운터 베어링이 부착 구조체에 견고하게 연결되면 유리하다.

그럼에도 불구하고 가공 공구를 쉽게 교체할 수 있도록 하기 위해서는, 다음과 같은 구성이 특히 유리하다,

카운터 베어링이 공구 축을 중심으로 회전할 수 있는 중공 샤프트를 가지며,

상기 장치는 종축을 형성하는 맨드릴(아버(arbor)라고도 함)을 가지고,

맨드릴은 맨드릴의 종축을 따라 상이한 위치들에 배치된 제 1 및 제 2 클램핑 영역을 가지며,

맨드릴은 중공 샤프트를 통해 공구 축을 따라 가공 공구의 종방향 보어 내로 삽입 가능하여, 제 1 클램핑 영역은 카운터 베어링의 중공 샤프트와 클램핑 연결을 만들 수 있고, 제 2 클램핑 영역은 가공 공구와 클램핑 연결을 만들 수 있으며 이에 따라 카운터 베어링 상에 가공 공구를 지지할 수 있다.

클램핑 연결을 풀고 카운터 베어링의 중공 샤프트에 있는 맨드릴을 가공 공구로부터 꺼냄으로써, 가공 공구를 쉽게 제거함으로써, 이러한 구성으로 가공 공구를 쉽게 교체할 수 있다. 동시에, 맨드릴의 사용은 가공 공구와 카운터 베어링 사이의 특히 굽힘 방지 연결(bend-resistant connection)을 가능하게 한다.

이러한 구성은 보조 스핀들 유닛에 유리할 뿐만 아니라, 보조 스핀들 유닛이 없는 공구 헤드에도 적용될 수 있다.

이러한 점에서, 본 발명은 또한 보다 일반적인 용어들로, 제 1 단부 및 제 2 단부를 갖는 회전 가공 공구를 사용하여 기어를 가공하기 위한 장치를 제공하며, 이는:

구동 모터와, 상기 구동 모터에 의해 구동 가능하며, 일단이 상기 가공 공구와 연결되어 상기 가공 공구를 공구 축을 중심으로 회전 구동시키는 모터 스핀들 샤프트를 포함하는 모터 스핀들(motor spindle);

그 제 2 단부에 상기 롤링 공구를 회전 가능하게 장착하도록 구성되는 카운터 베어링(counter bearing), - 상기 카운터 베어링은 공구 축을 중심으로 회전 가능한 중공 샤프트(hollow shaft)를 포함함 -; 그리고

종축을 형성하는 맨드릴(mandrel),

을 포함하고,

상기 맨드릴은 맨드릴의 종축을 따라 상이한 위치들에 배치된 제 1 및 제 2 클램핑 영역을 가지며,

상기 맨드릴은 중공 샤프트를 통해 공구 축을 따라 가공 공구의 종방향 보어 내로 삽입 가능하여 제 1 클램핑 영역은 카운터 베어링의 중공 샤프트와 클램핑 연결을 만들 수 있고 제 2 클램핑 영역은 가공 공구와 클램핑 연결을 만들 수 있으며, 이에 따라 카운터 베어링 상에 가공 공구를 지지할 수 있다.

이 장치는 실제 공구 헤드로 구성되거나, 위에서 설명한 바와 같이, 보조 스핀들 유닛으로 구성될 수 있다. 장치가 공구 헤드로 구성된 경우, 언급된 모터 스핀들은 공구 헤드의 작업 스핀들이다. 그 다음 이는 카운터 베어링과 함께 캐리어 상에 장착될 수 있다. 특히, 작업 스핀들과 카운터 베어링 모두 캐리어 상에 견고하게 장착될 수 있다. 특히, 캐리어는 시프팅 슬라이드(shifting slide)로 구성될 수 있으며, 이는 또한 베이스 본체(base body)에 변위 가능하게 배치된다. 베이스 본체는 회전할 수 있도록 기어 절삭 기계의 공구 캐리어 상에 장착되는 회전 몸체(swivel body)로 구성될 수 있다.

장치가 실제 공구 헤드로 구성되거나 보조 스핀들 유닛으로 구성되는지 여부에 관계없이, 맨드릴은 반경 방향 외측으로 작용하는 클램핑력에 의해 억지 끼워 맞춤으로 두 개의 클램핑 영역들 중 적어도 하나에서 클램핑 연결을 만들도록 구성될 수 있다. 억지 끼워 맞춤된, 반경 방향으로 작용하는 연결은 모든 부품들의 길이 공차를 보상한다. 다양한 가공 공구들이 장착될 때, 이러한 가공 공구들의 장착 플랜지들 간 길이 차이는 이 시스템과 관련이 없다. 완전히 반경 방향으로 작용하는 억지 끼워 맞춤 연결은 축 방향 및 반경 방향 연결을 보장하고 바람직하지 않은 축 방향 왜곡을 일으키지 않는다.

2개의 클램핑 영역들은 동일하거나 상이한 외경을 가질 수 있다. 특히, 카운터 베어링의 중공 샤프트과의 연결을 위한 제 1 클램핑 영역의 외경은 가공 공구와의 연결을 위한 제 2 클램핑 영역의 외경보다 클 수 있다.

카운터 베어링은 구동 장치가 없을 수도 있고, 제 2 모터 스핀들의 일부일 수도 있으며, 이의 도움으로 가공 공구를 양쪽에서 구동할 수 있다.

유리한 실시 형태들에서, 맨드릴은 2개의 클램핑 영역들 중 적어도 하나에서 유압식 팽창 맨드릴로서 작용한다. 유압식 팽창 맨드릴로서 적어도 하나의 클램핑 영역에서의 구성은 특히 간단한 방식으로 가공 공구와 카운터 베어링 사이의 안전한 연결을 가능하게 한다. 유압식 팽창 맨드릴의 기능적 원리는 그 자체로 종래 기술로부터 알려져 있다. 특히, 유압식 팽창 맨드릴은 적어도 하나의 클램핑 챔버(clamping chamber), 바람직하게는 종방향 및/또는 원주 방향 반경 방향 외측으로 분포된 다수의 클램핑 챔버들을 구획하는 적어도 하나의 팽창 슬리브(expansion sleeve)를 포함한다. 클램핑 챔버는 유압식으로 가압될 수 있으며, 이에 따라 팽창 슬리브는 관련 클램핑 영역에서 반경 방향 외측으로 팽창되어 반경 방향 외측으로 작용하는 클램핑력을 생성한다. 바람직하게는, 관련 클램핑 영역은 축방향으로 이격된 2개의 클램핑 포인트들을 가지며, 각 클램핑 포인트에는 적어도 하나의 클램핑 챔버가 배치된다. 이러한 방식으로, 최적의 굽힘 강성(bending stiffness)을 달성할 수 있다.

바람직하게는, 맨드릴은 양 클램핑 영역들 모두에서 유압식 팽창 맨드릴로서 작용한다. 이를 위해, 바람직하게는 두 개의 클램핑 영역들 각각에 하나 이상의 가압 가능한 클램핑 챔버가 제공된다.

그러나, 유압식 팽창 맨드릴 대신에, 맨드릴은 기계식 맨드릴로 구성될 수도 있다. 또한, 제 1 클램핑 영역에서는 유압식 팽창 맨드릴로 구성된 맨드릴을 사용하는 한편, 제 2 클램핑 영역에서는 기계식 맨드릴로 구성된 맨드릴을 사용하거나, 그 반대의 경우도 가능하다.

맨드릴이 두 개의 클램핑 영역들 중 적어도 하나에서 기계식 맨드릴로 구성되면, 맨드릴은 두 개의 클램핑 영역들 중 적어도 하나에, 유압식 팽창 맨드릴과 유사하게, 기계적 작용에 의해 반경 방향으로 팽창될 수 있는 클림핑 슬리브(clamping sleeve)를 가질 수 있다. 그러나, 예를 들어 중공 생크 테이퍼 연결에 대해 그 자체로 알려진 클램핑 세트(clamping set)에 의해, 기계적 맨드릴이 문제의 클램핑 영역에서 다른 방식으로 클램핑 연결을 생성하도록 구성되는 것도 가능하다. 이러한 방식으로 생성된 클램핑력은 반드시 반경 방향 외측으로 작용할 필요는 없다.

맨드릴이 적어도 하나의 클램핑 영역에서 유압식 팽창 맨드릴로 구성되면, 유압식 팽창 맨드릴은 클램핑 연결이 생성되는 유압식 팽창 맨드릴에 유압을 생성하기 위해 기계적으로 또는 유압식으로 작동될 수 있다. 유압식 팽창 맨드릴이 유압식으로 작동되면, 상기 장치는 유압식 팽창 맨드릴에 외부 유압을 인가하기 위해 카운터 베어링 영역에 유압 로터리 입구(rotary inlet)를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 클램핑 연결들은 외부에서 제어되는 방식으로 만들어지고 해제될 수 있다. 특히, 이는 자동화된 공구 변경을 용이하게 한다.

공구 변경을 더욱 용이하게 하기 위해, 장치는 제 1 및 제 2 클램핑 연결이 해제된 상태에서 공구 축을 따라 가공 공구의 종방향 보어 내에 맨드릴을 자동으로 삽입하고, 종방향 보어로부터 다시 이를 제거하도록 구성되는 액츄에이터(actuator)를 가질 수 있다. 액추에이터는, 예를 들어 유압식, 공압식 또는 전기식 액추에이터일 수 있다.

물론, 상기 장치는 가공 공구를 더 포함할 수도 있다. 특히, 가공 공구는 창성법에 의해 가공하기 위한 가공 공구, 특히 연삭 웜 또는 기어 호브를 포함할 수 있다. 또한 가공 공구는 작업 스핀들 대신에 모터 스핀들에 장착되는 것이 바람직한데, 즉, 가공 공구의 제 1 단부는 또한 공구 축을 중심으로 회전을 위해 가공 공구를 구동하기 위해 모터 스핀들 샤프트에 연결된다.

본 발명은 작업 스핀들 및 위에서 설명된 유형의 보조 스핀들 유닛을 포함하는 공구 헤드를 더 제공하며, 상기 보조 스핀들 유닛의 부착 구조체는 공구 축이 작업 스핀들 축과 평행하도록 작업 스핀들에 연결된다.

위에서 이미 설명된 바와 같이, 이러한 공구 헤드는 또한 베이스 본체 및 베이스 본체에 대해 시프트 방향(shift direction)을 따라 변위될 수 있는 시프팅 슬라이드(shifting slide)를 포함할 수 있고, 작업 스핀들은 시프팅 슬라이드 상에 배치된다.

마지막으로, 본 발명은 또한 위에서 설명된 유형의 장치, 공작물을 공작물 축을 중심으로 회전시키도록 구동하기 위한 적어도 하나의 공작물 스핀들, 및 머신 컨트롤러를 포함하는 기어 절삭 기계를 제공한다. 또한 머신 컨트롤러는 가공 공구의 회전과 작업물의 회전 사이에 롤링 커플링을 형성하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 형태들은 도면을 참조하여 아래에 설명되는데, 이는 단지 설명의 목적일 뿐 제한적으로 해석되어서는 안 된다. 도면들에 도시된다:
도 1은 일 실시 형태에 따른 보조 스핀들의 사시도를 도시한다.
도 2는 도 1의 보조 스핀들을 공구 축을 포함하는 단면 평면인, 수직 종단면으로 도시한다.
도 3은 중앙 종단면의 롤링 공구를 도시한다.
도 4는 중앙 종단면의 유압식 팽창 맨드릴을 도시한다.
도 5는 도 1의 보조 스핀들을 갖는 제 1 실시 형태에 따른 공구 헤드를 도시한다.
도 6은 도 5의 공구 헤드를 갖춘 기계 가공 공구를 도시한다.
도 7은 제 2 실시 형태에 따른 공구 헤드의 사시도를 도시한다. 그리고
도 8은 도 7의 공구 헤드를 공구 축을 포함하는 단면 평면인, 수평 종단면으로 도시한다.

보조 스핀들 유닛

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 보조 스핀들 유닛(auxiliary spindle unit)(100)을 도시한다.

보조 스핀들 유닛(100)은 부착 구조체(120)가 견고하게 연결되는 캐리어(carrier)(110)를 포함한다. 부착 구조체(120)는 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 보조 스핀들 유닛(100)을 공구 헤드의 작업 스핀들에 부착하기 위해 데 사용된다. 부착 구조체(120)는 환형 형상이고, 이에 의해 환형을 통해 중앙으로 연장되는 환형 축(링 축)(R)을 형성한다.

보조 스핀들 유닛(100)은 모터 스핀들(motor spindle)(130) 및 카운터 베어링(counter bearing)(140)을 더 포함한다. 모터 스핀들(130) 및 카운터 베어링(140)은 각각 캐리어(110)에 견고하게 연결된다. 모터 스핀들(130)과 카운터 베어링(140) 사이에는 연삭 웜(grinding worm)(150) 형태의 공구(150)가 배치된다. 공구(150)는 모터 스핀들(130)에 의해 일단부에서 구동되어 공구 축(B)을 중심으로 회전된다. 타단부에서, 이는 카운터 베어링(140)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 공구 축(B)은 링 축(R)과 평행하게 연장된다.

모터 스핀들(130)은 그 자체로 공지된 방식으로 직접 구동되도록 구성된다. 이는 총 4개의 롤러 베어링들(132)이 수용되는 하우징(131)을 갖는다. 공구 인터페이스(tool interface)(135)를 갖는 스핀들 샤프트(spindle shaft)(133)는 롤러 베어링들(132)에 회전 가능하게 장착된다. 스핀들 샤프트(133)를 직접 구동하기 위해 전기 구동 모터(134)가 사용된다. 롤러 베어링들(132)은 그 자체로 공지된 방식으로 구동 모터(134)의 양측 상에 배치된다. 구동 모터(134)와 공구 인터페이스(135) 사이에 위치된 두 개의 롤러 베어링들은 그 자체로 알려진 방식으로 축방향 고정 베어링을 형성하는데, 즉, 이들 베어링들에 위치되고 공구 인터페이스(135)에 근접한 스핀들 샤프트(133)의 영역은 공구 축(B)에 대해 이들 롤러 베어링들에 축방향으로 고정된다. 다른 두 개의 롤러 베어링들은 축 고정 베어링을 형성한다. 다른 두 개의 롤러 베어링들은 축방향 플로팅 베어링(floating bearing)을 형성하는데, 즉, 이들 베어링들에 배치된 스핀들 샤프트(133)의 영역은 이들 베어링에 대해 어느 정도 축방향으로 이동 가능하다. 이는 특히 스핀들 샤프트의 열팽창을 허용하는 역할을 한다. 회전 측정 시스템(136)은 공구 축(B)을 중심으로 스핀들 샤프트(133)의 회전 위치를 검출하는 역할을 한다.

카운터 베어링(140)은 두 개의 롤러 베어링들(142)이 수용되는 하우징(141)을 갖는다. 롤러 베어링들(142)에는 중공 샤프트(143)가 회전 가능하게 지지된다. 두 개의 롤러 베어링들(142)은 중공 샤프트(143)를 위한 축방향 플로팅 베어링을 형성하는데, 즉, 중공 샤프트(143)는 두 개의 롤러 베어링들(142)의 축방향 유격으로 인해 공구 축(B)을 따라 어느 정도 이동 가능하다.

공구(150)는 도 3에 단독으로 도시된다. 이는 웜 형상의 프로파일 연삭 휠(153)을 지지하는 장착 플랜지(mounting flange)(151)를 갖는다. 정밀 샤프트 너트(152)는 연삭 휠(153)을 장착 플랜지(151) 상에 고정시킨다. 모터 스핀들(130)을 향한 단부에서, 장착 플랜지(151)는 모터 스핀들(130)의 공구 인터페이스(135)에 중심이 있는 장착 플랜지(151)를 연결하기 위해 면 접촉을 갖는 그 자체로 알려진 짧은 테이퍼 마운팅(taper mounting)(155)을 갖는다. 면 접촉을 갖는 상보적인 외부 테이퍼가 공구 인터페이스(135) 상에 대응하여 형성된다. 나사산 스크류(154)는 장착 플랜지(151)를 공구 인터페이스(135)에 축방향으로 고정시키는 역할을 한다. 카운터 베어링(140)을 향하는 단부에서, 장착 플랜지(151)는 중앙의 원통형 종방향 보어(bore)(156)를 갖는다.

나사산 스크류로 고정된 짧은 테이퍼 연결 대신에, 종래 기술로부터 충분히 알려진 바와 같이, 장착 플랜지(151)와 공구 인터페이스(135) 사이의 다른 유형의 연결들도 가능하다. 특히, 기계 공학에서 널리 사용되는 HSK(Hollow Shank Taper) 연결 또는 Capto™ 연결을 제공할 수 있다. 그 자체로 알려진 방식으로, 공구 인터페이스(135)는 가공 공구(150)의 교체를 용이하게 하기 위해 제어된 방식으로 고정 및 해제될 수 있는 클램핑 장치(clamping device)(미도시)를 더 포함할 수 있다. 그러면 나사산 스크류(135)는 그에 따라 생략될 수 있다.

도 4에만 도시된 유압식 팽창 맨드릴(hydraulic expansion mandrel)(160)은 장착 플랜지(151)를 카운터 베어링(140)에 연결하기 위해 사용된다. 유압식 팽창 맨드릴(160)은 개략적으로만 도시된, 유압 유체를 위한 라인 시스템(line system)(164)이 형성된 원통형 베이스 본체(161)를 갖는다. 유압식 팽창 맨드릴은 그 종축(L)을 따라 2개의 클램핑 영역들(clamping regions)(160a, 160b)을 갖는다. 이들 클램핑 영역들 각각에서, 베이스 본체(161)는 얇은 벽의 팽창 슬리브들(162a, 162b)(expansion sleeve)에 의해 둘러싸인다. 각각의 팽창 슬리브(162a, 162b)는 반경 방향 외측으로 복수의 클램핑 챔버들(163a, 163b)의 경계를 정한다. 클램핑 스크류(166)에 의해 축방향으로 변위 가능한 클램핑 피스톤(clamping piston)(165)은 라인 시스템(164)을 통해 클램핑 챔버들(163a, 163b)로 전달되는 유압을 생성하기 위해 사용된다. 결과적으로, 팽창 슬리브들(162a, 162b)은 클램핑 챔버들(163a, 163b)의 영역에서 반경 방향으로 연장되며 이에 따라 카운터 베어링(140)의 중공 샤프트(143) 및 가공 공구(150)의 장착 플랜지(151)와 반경 방향 클램핑 연결을 형성한다.

클램핑 챔버(163a, 163b)가 위치되는 축방향 위치를 클램핑 포인트(clamping points)라고도 지칭한다. 본 실시 형태에서, 유압식 팽창 맨드릴(160)은 총 4개의 클램핑 포인트들에 대해 2개의 클램핑 영역들(160a, 160b) 각각에 2개의 클램핑 포인트들을 갖는다. 이는 높은 굽힘 강성을 달성하는 데 도움이 된다. 그러나, 예를 들어 2개의 클램핑 영역들(160a, 160b) 각각에 단지 하나의 클램핑 포인트를 제공하는 것도 고려 가능하다.

도 4의 실시 형태에서, 2개의 클램핑 영역들(160a, 160b)은 동일한 외경을 가지지만, 이들 외경은 다를 수도 있다. 구체적으로, 제 1 클램핑 영역(160a)의 외경은 제 2 클램핑 영역(160b)의 외경보다 크게 선택될 수 있다. 이는 장착 플랜지가 특히 작은 보어 직경을 갖는 종방향 보어를 갖는 공구를 사용할 때 특히 유리할 수 있다. 클램핑 영역들 내에서, 외부 직경은 또한 원칙적으로 클램핑 포인트마다 다를 수 있으며, 특히 삽입 방향으로 단계적으로 감소할 수 있다.

일단부에서, 유압식 팽창 맨드릴(160)은 카운터 베어링(140)으로부터 축방향으로 돌출된다. 이 단부에서, 유압식 팽창 맨드릴(160)은 원주 방향 환형 그루브(168)를 갖는 엔드 피스(end piece)(167)를 가지며, 그 기능은 공구 스핀들의 제 2 실시 형태와 관련하여 아래에서 더 자세히 설명될 것이다.

모터 스핀들(130)과 카운터 베어링(140) 사이에 가공 공구(150)를 수용하기 위해, 먼저 유압식 팽창 맨드릴(160)을 카운터 베어링(140)에서 완전히 빼낸 후, 가공 공구(150)를 모터 스핀들(130)과 카운터 베어링(140) 사이에 삽입한다. 그 다음, 가공 공구(150)는 모터 스핀들(130)의 공구 인터페이스(135)에 연결된다. 부착은 카운터 베어링(140)을 통해 이루어질 수 있다. 이어서, 유압식 팽창 맨드릴(160)은 카운터 베어링(140)의 중공 샤프트(143)를 통해 장착 플랜지(151)의 종방향 보어(156) 내로 축방향으로 삽입되어, 유압식 팽창 맨드릴(160)의 제 1 클램핑 영역(160a)은 카운터 베어링(140)의 샤프트(143) 내에 놓이게 되는 반면, 제 2 클램핑 영역(160b)은 종방향 보어(156) 내에 놓이게 된다. 이제 유압식 팽창 맨드릴(160)은 카운터 베어링(140)의 중공 샤프트(143) 및 장착 플랜지(151)에 반경 방향으로 클램핑된다. 가공 공구(150)를 다시 제거하기 위해 절차가 반대로 진행된다.

가공 공구(150)를 카운터 베어링(140)에 연결하기 위해 유압식 팽창 맨드릴(160)을 사용함으로써, 카운터 베어링(140)이 캐리어(110)에 견고하게 연결되어 있는 경우에도, 즉, 공구 교환을 위해 카운터 베어링(140)을 이동할 수 없는 경우에도, 간단하고 동시에 굽힘 강성 연결이 달성될 수 있다. 캐리어(110)에 견고하게 연결되는 카운터 베어링(140)은 이동 가능한 카운터 베어링에 비해 강성 측면에서 장점이 있다.

공구 헤드의 제 1 실시 형태

도 5에는, 제 1 실시 형태에 따른 공구 헤드(200)가 도시되어 있다. 공구 헤드는 회전 몸체(swivel body)로 구성된 베이스 본체(210)를 포함한다. 시프팅 슬라이드(shifting slide)(220)는 시프트 방향(shift direction)(Y)을 따라 이동 가능하도록 베이스 본체(210) 상에 배치된다. 시프트 방향(Y)은 공구 축(B)에 평행하게 연장된다. 시프트 방향(Y)은 공구 축(B)에 평행하게 연장된다. Y-드라이브(221)는 베이스 본체(210) 상의 시프팅 슬라이드(220)의 이동을 제어하는 데 사용된다.

작업 스핀들(work spindle)(230)은 시프팅 슬라이드(220) 상에 견고하게 장착된다. 원칙적으로, 작업 스핀들 축(B')을 중심으로 회전하도록 구동하기 위해 작업 스핀들(230)에 직접 기계 가공 공구를 장착하는 것이 가능하다. 이를 위해, 작업 스핀들(230)은 적합한 공구 인터페이스(tool interface)를 갖는다. 그러나, 작업 스핀들(230) 상에 기계 가공 공구를 직접 클램핑하는 것은 공구의 직경이 작은 경우 문제가 되는데, 그 이유는 작업 스핀들(230)과 공작물의 충돌이 쉽게 발생할 수 있기 때문이다.

따라서, 본 실시 형태에서는, 전술한 보조 스핀들 유닛(100)이 작업 스핀들(230) 상에 장착된다. 이를 위해, 보조 스핀들 유닛(100)의 부착 구조체(120)는 작업 스핀들(230)의 공구 인터페이스에 인접하여 위치되는 작업 스핀들(230)의 하우징의 전방 영역을 둘러싸며, 따라서 보조 스핀들 유닛(100)을 작업 스핀들(230)에 고정시킨다. 결과적으로, 공구 축(B)은 작업 스핀들 축(B')과 평행하고 작업 스핀들 축(B')로부터 일정 거리를 두고 연장된다. 개략적으로만 도시된 미디어 인터페이스(170)는, 보조 스핀들 유닛(100)에 압축된 공기 및 전력 등의 필요한 미디어를 공급하고, 보조 스핀들 유닛(100)의 센서들과 측정 데이터를 교환할 수 있다.

보조 스핀들 유닛(100)의 모터 스핀들(130)은, 기계 가공 공구(150)의 작은 크기 및 관련된 낮은 재료 제거율로 인해, 시프팅 슬라이드(220) 상에 직접 배치되는 작업 스핀들(230)보다 훨씬 더 컴팩트하게 제작될 수 있다. 보조 스핀들 유닛(100)의 모터 스핀들(130)의 훨씬 더 컴팩트한 구성은 가공물과의 충돌 위험을 크게 감소시킨다. 동시에, 모터 스핀들(130) 및 카운터 베어링(140)은 소형 기계 가공 공구로 기계 가공 작업에 특히 최적화될 수 있다. 예를 들어, 소형 기계 가공 공구의 공구 속도는 대형 기계 가공 공구의 공구 속도보다 상당히 클 수 있으며, 이에 따라 보조 스핀들 유닛(100)의 모터 스핀들(130) 및 카운터 베어링(140)은 시프팅 슬라이드(220) 상의 작업 스핀들보다 더 큰 공구 속도로 구성될 수 있다.

도 6은 본 제 1 실시 형태의 공구 헤드(200)를 갖는 완전한 기어 절삭 기계(1)의 일 실시 형태를 도시한다. 기어 절삭 기계(1)는 공구 캐리어(tool carrier)(20)가 수평 공급 방향(infeed direction)(X)을 따라 변위 가능하게 배치되는 머신 베드(machine bed)(10)를 갖는다. Z-슬라이드(30)는 수직 방향(Z)을 따라 변위 가능하도록 공구 캐리어(20) 상에 배치된다. 전술한 공구 헤드(100)는 Z-슬라이드(30) 상에 배치되고, 이에 의해 공구 헤드(100)는 공급 방향(X)에 평행하게 연장되는 수평 회전축(A)을 중심으로 Z-슬라이드(30)에 대해 회전될 수 있다.

공작물(41)이 클램핑되는 공작물 스핀들(workpiece spindle)(40)도 머신 베드(10) 상에 위치된다. 공작물 스핀들(40)은 Z 방향에 평행하게 연장되는 공작물 축(C)을 중심으로 회전하도록 구동될 수 있다.

기계는 또한 상징적으로만 도시된 머신 컨트롤러(50)를 갖는다. 머신 컨트롤러(50)는 기계의 모든 제어 및 모니터링 작업을 인계받는다. 특히, 머신 컨트롤러는 공작물(41)을 가공하기 위해 공작물 축(C)을 중심으로 한 공작물 회전과 공구 축(B)을 중심으로 한 공구 회전 사이에 올바른 롤링 커플링(rolling coupling)을 형성한다. 이를 위해, 모터 스핀들(130)의 회전 측정 시스템(136) 및 공작물 스핀들(40) 상의 회전 측정 시스템으로부터 신호를 수신하고 평가할 수 있다.

도시된 기계는 단지 일 실시 형태로서 이해되어야 하며, 본 발명은 물론 이 실시 형태에 제한되지 않는다. 특히, 두 개 이상의 공작물 스핀들들이, 예를 들어 공작물 스핀들들 중 하나에서 공작물을 기계 가공할 수 있도록 이동 가능한 캐리어 상에 배치되는 반면, 다른 공작물 스핀들에서는 가공된 공작물이 블랭크(blank)로 대체되고, 필요한 경우 추가 작업들이 수행되는 기계 개념들도 또한 고려될 수 있다. 이러한 기계 개념들은 종래 기술로부터 충분히 알려져 있다.

공구 헤드의 제 2 실시 형태

도 7 및 도 8은 제 2 실시 형태에 따른 공구 헤드(200)를 도시한다. 이 실시 형태에서, 공구 헤드(200)는 캐리어(210), 시프팅 슬라이드(220), Y-드라이브(221), 시프팅 슬라이드(220)에 견고하게 연결된 작업 스핀들(230) 및 카운터 베어링(240)을 포함한다.

제 1 실시 형태와 달리, 여기에서는 기계 가공 공구(150)가 작업 스핀들(230) 상에 직접 클램핑되고 카운터 베어링(240)에 지지되며, 즉, 보조 스핀들 유닛이 사용되지 않는다. 그러나, 기계 가공 공구(150)와 카운터 베어링(240) 사이의 연결은 제 1 실시 형태의 기계 가공 공구(150)와 카운터 베어링(140) 사이의 연결과 완전히 동일한 방식, 즉 유압식 팽창 맨드릴(expansion mandrel)(160)에 의해 이루어진다.

구체적으로, 카운터 베어링(240)은 두 개의 롤러 베어링들(242)이 유지되는 하우징(241)을 포함하고, 상기 롤러 베어링들(242)에는 또한 중공 샤프트(243)가 장착된다. 제 1 실시 형태에서와 같이, 유압식 팽창 맨드릴(160)은 중공 샤프트(243)를 통해 기계 가공 공구(150)의 장착 플랜지의 종방향 보어 내로 연장되고 한편으로는 중공 샤프트(243)와 반경 방향 클램핑 연결을 형성하고 다른 한편으로는 마운팅 플랜지와 반경 방향 클램핑 연결을 형성한다.

유압식 팽창 맨드릴(160)을 장착 플랜지의 안팎으로 자동으로 이동할 수 있도록, 공구 헤드는 선형 액추에이터(250)를 가지며, 이는 본 실시 형태에서 그 내부에서 변위 가능한 유압 피스톤(252) 상에서 양측에 작동하는 유압 실린더(251)로 구성된다. 그러나, 다른 유형의 액추에이터, 예를 들어 공압 또는 전기적으로 작동되는 액추에이터도 물론 고려 가능하다. 유압 피스톤(252)에는 유압식 팽창 맨드릴(160)의 엔드 피스(end piece)(167)에 원주 방향 환형 그루브(168)에 결합되는 엑추에이팅 아암(actuating arm)(253)이 연결되어 있다(도 4 참조). 따라서 액츄에이터(250)의 작동은 유압식 팽창 맨드릴(160)을 축방향으로 이동시킨다.

추가 실시 형태에서, 엑추에이팅 아암(253)은 도면에 도시되지 않은 유압 라인을 추가로 포함함으로써 이중 기능을 수행한다. 이러한 방식으로, 제어된 방식으로 클램핑 연결을 설정하거나 해제하기 위해 유압 로터리 입구(245)를 통해 유압식 팽창 맨드릴(160)에 유압이 인가될 수 있다. 이러한 추가 실시 형태에서는 클램핑 스크류(166), 및 필요하다면 클램핑 피스톤(165)도 생략될 수 있다. 전체적으로, 유압식 팽창 맨드릴(160)에 대한 수동 개입 없이, 완전한 자동 공구 변경이 이러한 방식으로 실현될 수 있다.

완성도를 위해, 작업 스핀들(230)의 구성에 대해서도 아래에서 간략하게 설명된다. 이는 여러 개의 롤러 베어링들(232)이 배치되는 하우징(231)을 갖는다. 작업 스핀들 샤프트(233)는 롤러 베어링들(232)에 장착되어 작업 스핀들 축(B')을 중심으로 회전될 수 있고 구동 모터(234)에 의해 직접 구동될 수 있다. 본 명세서에서 매우 개략적인 방식으로만 나타낸 공구 인터페이스(235)는, 공구(150)의 장착 플랜지와의 연결 역할을 한다. 제 1 실시 형태와 관련하여 이미 나타낸 바와 같이, 공구 인터페이스(235)는 예를 들어, ISO 12164-:2001-12에 따른 HSK 연결로서, DIN ISO 7388-1 & 2:2014-07에 따른 가파른 테이퍼 연결로서 또는 ISO 26623-1:2020에 따른 Capto?? 연결로서, 그 자체로 공지된 임의의 방식으로 구성될 수 있다. 이 실시 형태에서 공구 축(B)은 작업 스핀들 축(B')과 일치한다.

수정

청구범위에 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변형들이 가능하다는 것은 전술한 내용으로부터 명백하다.

특히, 본 발명은 연삭 웜(grinding worms) 또는 기어 호브(gear hobs)와 같은 창성 공정에 의한 기계 가공을 위한 공구들뿐만 아니라, 적어도 하나의 프로파일 연삭 휠을 갖는 공통 공구 맨드릴 상에 적어도 하나의 연삭 웜을 포함하는 조합 공구들을 포함하는, 적어도 하나의 프로파일 연삭 휠을 포함하는 기계 가공 공구들에도 사용될 수 있다. 공구는 특히 연마 공구(polishing tool), 예를 들어 연마 연삭 웜 또는 연마 연삭 영역을 갖는 조합 공구일수도 있다.

물론 제 2 실시 형태와 같은 액추에이터는 제 1 실시 형태에 따른 보조 스핀들 유닛에 제공될 수도 있다. 위에서 설명한 유압 로터리 입구에도 동일하게 적용된다.

전술한 실시 형태들에서는 공구가 각각의 카운터 베어링(140, 240)의 측면에서 추가로 구동되는 것이 제공되지 않지만, 카운터 베어링은 또한 공구를 양 측면들에서 구동하기 위한 제 2 모터 스핀들의 일부일 수도 있다.

1: 기어 절삭 기계
10: 머신 베드
20: 공구 캐리어
30: Z 슬라이드
40: 공작물 스핀들
41: 공작물
50: 머신 컨트롤러
100: 보조 스핀들 유닛
110: 캐리어
120: 부착 구조체
130: 모터 스핀들
131: 하우징
132: 롤러 베어링
133: 스핀들 샤프트
134: 구동 모터
135: 공구 인터페이스
136: 회전 측정 시스템
140: 카운터 베어링
141: 하우징
142: 롤러 베어링
143: 중공 샤프트
150: 가공 공구
151: 장착 플랜지
152: 정밀 샤프트 너트
153: 연삭 휠
154: 나사산 스크류
155: 짧은 테이퍼 장착
156: 종방향 보어
160: 유압식 팽창 맨드릴
160a: 제 1 클램핑 영역
160b: 제 2 클램핑 영역
161: 베이스 본체
162a, 162b: 팽창 슬리브
163a, 163b: 클램핑 챔버
164: 라인 시스템
165 클램핑 피스톤
166: 클램핑 스크류
167: 엔드 피스
168: 환형 그루브
170: 미디어 인터페이스
200: 공구 헤드
210: 베이스 본체
220: 시프팅 슬라이드
221: 시프트 드라이브
230: 작업 스핀들
231: 하우징
232: 롤러 베어링
233: 스핀들 샤프트
234: 구동 모터
235 공구 인터페이스
240: 카운터 베어링
241: 하우징
242 롤러 베어링
243: 중공 샤프트
245: 로터리 입구
250: 액츄에이터
251: 유압 실린더
252: 유압 피스톤
253: 엑추에이팅 암
A: 회전축
B: 공구 축
B': 작업 스핀들 축
C: 공작물 축
R: 환형 축
X, Y, Z: 방향

Claims (16)

1. 제 1 단부 및 제 2 단부를 갖는 회전 가공 공구(rotating machining tool)(150)를 이용하여 기어를 가공하기 위한 장치(100)에 있어서, 상기 장치(100)는:
   구동 모터(134) 및 상기 구동 모터(134)에 의해 구동 가능한 모터 스핀들 샤프트(133)를 갖는 모터 스핀들(motor spindle)(130) - 상기 모터 스핀들(130)은 공구 축(B)을 중심으로 상기 모터 스핀들 샤프트(133)의 회전을 발생시키도록 구성되고, 상기 모터 스핀들 샤프트(133)는 상기 가공 공구(150)를 상기 공구 축(B)을 중심으로 회전시키도록 구동하기 위해 그 제 1 단부에서 상기 가공 공구(150)에 연결되도록 구성됨 -,
   을 포함하고,
   상기 장치는 공구 헤드(tool head)(200)의 작업 스핀들(work spindle)(230)에 해제 가능하게 부착하기 위한 보조 스핀들 유닛(auxiliary spindle unit)으로 구성되며, 상기 작업 스핀들(230)은 상기 가공 공구(150) 또는 다른 공구가 작업 스핀들 축을 중심으로 회전하도록 구동하기 위해 작업 스핀들 축(B')을 중심으로 작업 스핀들 샤프트(233)의 회전을 발생시키도록 구성되며,
   상기 장치(100)는 상기 장치(100)를 상기 작업 스핀들(230)에 해제 가능하게 부착하도록 구성된 부착 구조체(attachment structure)(120)를 포함하고,
   상기 모터 스핀들(130)은 상기 부착 구조체(120)에 연결되고,
   상기 부착 구조체(120)는 상기 장치(100)가 상기 공구 헤드(200)의 작업 스핀들(230)에 부착될 때 상기 공구 축(B)이 상기 작업 스핀들 축(B')과 평행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 장치(100).
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 부착 구조체(120)는 상기 작업 스핀들(230)을 수용하도록 구성된 적어도 부분적으로 환형 영역(annular region)을 포함하고, 상기 적어도 부분적으로 환형 영역은 환형 축(annular axis)(R)을 형성하고, 상기 환형 축(R)은 상기 공구 축(B)에 평행한, 장치(100).
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 공구 축(B)을 중심으로 상기 모터 스핀들 샤프트(133)의 회전 위치를 검출하기 위한 회전 측정 시스템(136)을 더 포함하는, 장치(100).
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 가공 공구(150)를 그 제 2 단부에서 회전 가능하게 지지하도록 구성된 카운터 베어링(counter bearing)(140)을 더 포함하는, 장치(100).
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 모터 스핀들(130)과 상기 카운터 베어링(140)은 상기 부착 구조체(120)에 견고하게 연결되는, 장치(100).
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
   상기 카운터 베어링(140)은 상기 공구 축(B)을 중심으로 회전 가능한 중공 샤프트(143)를 포함하고,
   상기 장치(100)는 종축(L)을 형성하는 맨드릴(mandrel)(160)을 포함하고,
   상기 맨드릴(160)은 상기 맨드릴(160)의 종축(L)을 따라 상이한 위치들에 배치된 제 1 및 제 2 클램핑 영역들(160a, 160b)을 포함하고,
   상기 맨드릴(160)은 상기 공구 축(B)을 따라 상기 중공 샤프트(143)를 통해 상기 가공 공구(150)의 종방향 보어(156) 내로 삽입 가능하여, 상기 카운터 베어링(140)에서 상기 가공 공구(150)를 지지하기 위하여, 상기 제 1 클램핑 영역(160a)은 상기 카운터 베어링(140)의 중공 샤프트(143)와 클램핑 연결을 형성할 수 있고, 상기 제 2 클램핑 영역(160b)은 상기 가공 공구(150)와 클램핑 연결을 형성할 수 있는, 장치(100).
7. 제 1 단부 및 제 2 단부를 갖는 회전 가공 공구(150)를 사용하여 기어를 가공하기 위한 장치(100, 200)로서, 상기 장치(100, 200)는:
   구동 모터(134; 234) 및 상기 구동 모터(134; 234)에 의해 구동 가능한 모터 스핀들 샤프트(133; 233)를 갖는 모터 스핀들(130; 230) - 상기 모터 스핀들 샤프트(133; 233)는, 그 제 1 단부에서 상기 가공 공구(150)에 연결되어 상기 가공 공구(150)를 공구 축(B)을 중심으로 회전 구동하도록 구성됨 -; 그리고
   상기 가공 공구(150)를 제 2 단부에서 회전 가능하게 지지하도록 구성되는 카운터 베어링(140;240),
   을 포함하고,
   상기 카운터 베어링(140, 240)은 상기 공구 축(B)을 중심으로 회전 가능한 중공 샤프트(143, 243)를 포함하고,
   상기 장치(100, 200)는 종축(L)을 형성하는 맨드릴(160)을 포함하고,
   상기 맨드릴(160)은 상기 맨드릴(160)의 종축(L)을 따라 상이한 위치들에 배치된 제 1 및 제 2 클램핑 영역들(160a, 160b)을 포함하고,
   상기 맨드릴(160)은 상기 공구 축(B)을 따라 상기 중공 샤프트(143; 243)를 통해 상기 가공 공구(150)의 종방향 보어(156) 내로 삽입 가능하여, 상기 카운터 베어링(140, 240)에서 상기 가공 공구(150)를 지지하기 위하여, 상기 제 1 클램핑 영역(160a)은 상기 카운터 베어링(140, 240)의 중공 샤프트(143, 243)와 클램핑 연결을 형성할 수 있고 상기 제 2 클램핑 영역(160b)은 상기 가공 공구(150)와 클램핑 연결을 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는, 장치(100, 200).
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
   상기 제 1 및/또는 제 2 클램핑 영역(160a, 160b)은 반경 방향 외측으로 향하는 클램핑 연결을 형성하도록 구성되는, 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 제 1 및/또는 제 2 클램핑 영역(160a, 160b)에서 상기 맨드릴(160)은 유압식 팽창 맨드릴로 구성되는, 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 유압식 팽창 맨드릴에 외부 유압을 인가하기 위해 상기 카운터 베어링(140, 240) 영역에 유압 로터리 입구(rotary inlet)(245)를 포함하는, 장치.
11. 제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 클램핑 연결이 해제된 상태에서, 상기 공구 축(B)을 따라 상기 맨드릴(160)을 상기 가공 공구(150)의 종방향 보어 내에 자동으로 삽입하고, 상기 맨드릴(160)을 다시 상기 종방향 보어 밖으로 제거하도록 구성된 액추에이터(actuator)(250)를 더 포함하는, 장치.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    가공 공구(150)를 더 포함하고, 상기 가공 공구(150)의 제 1 단부는 상기 모터 스핀들 샤프트(133)에 연결되어 상기 가공 공구(150)를 상기 공구 축(B)을 중심으로 회전시키도록 구동하는, 장치(100).
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 가공 공구(150)는 창성법(generating method)에 의한 가공을 위한 공구, 특히 연삭 웜(grinding worm)을 포함하는, 장치(100).
14. 공구 헤드(200)로서,
    작업 스핀들(230); 그리고
    제 1항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 장치
    를 포함하고,
    상기 부착 구조체(120)는 상기 공구 축(B)이 상기 작업 스핀들 축(B')과 평행하도록 상기 작업 스핀들(230)에 연결되는, 공구 헤드(200).
15. 제 14 항에 있어서,
    베이스 본체(base body)(210); 그리고
    상기 베이스 본체(210)에 대해 시프트 방향(shift direction)(Y)을 따라 변위 가능한 시프팅 슬라이드(shifting slide)(220)
    를 더 포함하고,
    상기 작업 스핀들(230)은 상기 시프팅 슬라이드(220) 상에 배치되는, 공구 헤드.
16. 기어 절삭 기계로서:
    제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 장치;
    공작물 축(C)을 중심으로 회전하도록 공작물(41)을 구동하기 위한 적어도 하나의 공작물 스핀들(40); 그리고
    머신 컨트롤러(50)
    를 포함하고,
    상기 머신 컨트롤러(50)는 바람직하게는 상기 가공 공구(150)의 회전과 상기 공작물(41)의 회전 사이에 롤링 커플링(rolling coupling)을 형성하도록 구성되는, 기어 절삭 기계.