KR20120025989A - 스핀들에 공구를 조립하기 위한 플랜지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스핀들에 공구를 조립하기 위한 플랜지에 관한 것이며, 플랜지는 조립된 상태에서 한 쪽 단부에 의해 스핀들과 상호 작용하고, 대향 배치된 다른 단부의 영역에서는 플랜지의 회전축에 대해 직각으로 배향된 수용면을 포함하며, 상기 수용면에는 조립된 상태에서 공구가 접하게 된다. 마찬가지로 취성 재료로 이루어진 얇은 대상을 회전하는 공구, 특히 연마 디스크를 통해 가공 가능하게 하는 플랜지를 제공하기 위해, 플랜지는 진동을 감쇠하기 위해, 플랜지의 전체 횡단면에 걸쳐 연장되고 진동 감쇠 재료로 이루어진 하나 이상의 부분 영역을 포함해야 한다.

Description

스핀들에 공구를 조립하기 위한 플랜지{FLANGE FOR MOUNTING A TOOL ON A SPINDLE}

본 발명은 스핀들에 공구, 특히 예를 들어 연마 디스크(grinding disc)와 같은 연마 공구를 조립하기 위한 플랜지에 관한 것이며, 상기 플랜지는 조립된 상태에서 한 쪽 단부에 의해 스핀들과 상호 작용하고, 대향 배치된 다른 단부의 영역에서는 플랜지의 회전축에 대해 직각으로 배향된 수용면을 포함하며, 상기 수용면에는 조립된 상태에서 공구가 접하게 된다.

실제로, 연마 디스크 형태의 공구들은 예를 들어 취성 재료로 이루어진 대상의 테두리를 연마를 통해 가공하기 위해 사용된다. 이러한 대상은 예를 들어 자동차의 앞유리(windscreen)와 같은 유리판이다.

예를 들어 유리판의 가공 시 공구 내에 진동이 발생할 수 있으며, 이에 의해 결과적으로 공구가 고르지 않고 불안하게 작동하게 된다는 단점이 있다. 따라서, 특히 3㎜ 미만의 두께를 갖는 대상의 테두리 영역을 가공하는 것이 더 이상 불가능한데, 이는 가공될 대상의 테두리 영역이 진동에 의해서 파손될 수 있기 때문이다.

본 발명의 목적은 상술한 단점을 방지하고, 마찬가지로 취성 재료로 이루어진 얇은 대상을 회전하는 공구, 특히 연마 디스크를 통해 가공할 수 있는 플랜지를 제공하는 것이다.

상기 목적은 진동을 감쇠하기 위해 플랜지가 하나 이상의 부분 영역을 포함하고, 상기 부분 영역이 플랜지의 전체 횡단면에 걸쳐 연장되고 진동 감쇠 재료로 이루어짐으로써 달성된다. 플랜지는 예를 들어 금속, 특히 강철로 이루어질 수 있다.

상기 부분 영역의 진동 감쇠 재료를 통해서는 부분 영역의 어떤 발생 진동이라도 감소한다. 이에 따라, 발생 진동이 스핀들로부터 공구로 전달되지 않고, 이와 반대로 공구로부터 스핀들로 전달되지도 않는다.

이에 따라, 얇은 대상의 에지 영역을 가공하는 것도 가능한데, 이는 공구가 더 안정적으로 작동하고, 이에 따라 테두리 영역의 파손이 방지되기 때문이다. 진동 감쇠 재료로서는 토크를 전달하기 위해 충분한 강도를 갖고 휨 응력이 충분한 재료가 사용 가능하다. 냉각제와 함께 플랜지를 사용할 때는 사용된 냉각제 또는 냉각 수단에 대한 내구성도 필요하다. 하나 이상의 부분 영역을 위한 재료로서는 예를 들어 고강도 플라스틱이 고려 가능하다.

하나 이상의 부분 영역은 복합 재료(composite material)로 이루어지는 경우가 적절하다. 복합 재료는 강철과 비교하여 더 높은 고유 진동수를 가지므로, 진동이 이에 상응하게 양호하게 부분 영역에서 감소한다. 복합 재료는 둘 이상의 결합된 재료들로 이루어질 수 있다. 재료들 서로의 결합은 재료 결합 또는 형태 결합을 통해 실행되거나 이 두 가지 결합의 조합을 통해 실행될 수 있다. 탄소 섬유 복합 재료와 같은 섬유 복합 재료가 특히 적합하다. 섬유 복합 재료에서는 작은 입자들 및/또는 섬유가 예를 들어 에폭시 매트릭스(epoxy matrix)와 같은 매트릭스 내에 매립된다. 섬유는 하나 또는 복수의 특정 방향으로 배열될 수 있다. 섬유 복합 재료는 층의 형태로도 형성될 수 있다. 이에 따라, 마찬가지로 하나 이상의 부분 영역이 플라스틱 또는 플라스틱 복합 재료로 이루어질 수 있다.

이와 동시에, 하나 이상의 부분 영역은 장착될 공구를 위한 수용면을 형성할 수 있다. 이러한 실시예에서, 부분 영역은 이와 동시에 플랜지의 수용면을 나타낸다. 부분 영역은 기존의 플랜지에 플랜지 결합될 수도 있다. 그러나, 부분 영역의 장착 이후에 플랜지가 기존의 플랜지와 동일한 길이를 갖도록 기존의 플랜지의 길이가 부분 영역의 장착 이전에 짧아지는 것도 물론 가능하다. 이 경우, 본 발명에 따른 플랜지는 구조 변경 없이 기존의 가공 기계에서 사용 가능하다.

바람직한 일 실시예에서, 플랜지는 2개의 플랜지 영역들을 갖고, 이들 두 영역 사이에는 하나 이상의 부분 영역이 배치된다. 이러한 실시예에서 플랜지의 종방향 연장부에서 볼 때, 즉 회전축 방향으로 볼 때 제1 플랜지 영역에는 하나의 부분 영역이 이어진다. 이 경우, 이러한 부분 영역에는 제2 플랜지 영역이 이어지므로, 이에 따라 플랜지의 종방향 연장부에서 볼 때 2개의 플랜지 영역들은 부분 영역에 의해 서로 분리된다. 이러한 실시예에서, 2개의 플랜지 영역들은 플랜지 자체의 2개 단부를 형성한다. 바람직하게, 본 발명에 따른 플랜지 영역은 기존의 플랜지와 동일한 길이를 갖는다. 이 경우, 본 발명에 따른 플랜지는 구조 변경 없이 기존의 가공 기계에서 사용 가능하다.

플랜지 영역들은 예를 들어 강철로 제조된다. 부분 영역은 구조적인 관점에서, 즉 예를 들어 두께 또는 여타의 치수와 관련하여, 2개의 플랜지 영역들이 접촉하지 않도록 형성된다.

하나 이상의 부분 영역과, 인접한 플랜지 또는 인접한 플랜지 영역은 접착을 통해 서로 연결될 수 있다.

각각의 부분 영역이 바람직하게 플랜지의 회전축과 평행하게 배향된 하나 이상의 핀을 통해 인접한 플랜지 또는 인접한 플랜지 영역에 대해 고정되는 경우가 적절하다. 이 경우, 부분 영역의 두께(d)는 핀의 한 쪽 일부의 길이가 부분 영역 내로 돌출되고, 남아있는 일부의 길이가 관련 플랜지 영역 내로만 각각 돌출되도록 선택된다. 바람직하게, 동심으로 분배되어 둘레에 걸쳐 배치된 복수의 핀이 제공된다.

부분 영역을 인접한 플랜지 또는 인접한 플랜지 영역에 대해 센터링시키기 위해 부분 영역은, 접촉면에 비해 돌출되고 바람직하게 원통형으로 형성되며 바람직하게 플랜지의 회전축에 대해 동심으로 배향된 센터링 돌출부를 갖고, 이러한 센터링 돌출부가 플랜지 또는 플랜지 영역의 상응하는 리세스 내에 맞물리는 경우가 적절하다.

또한, 부분 영역을 인접한 플랜지 또는 인접한 플랜지 영역에 대해 센터링시키기 위해 플랜지 또는 플랜지 영역은, 접촉면에 비해 돌출되고 바람직하게 원통형으로 형성되며 바람직하게 플랜지의 회전축에 대해 동심으로 배향된 센터링 돌출부를 갖고, 이러한 센터링 돌출부는 부분 영역의 상응하는 리세스 내에 맞물린다.

공구의 교체를 용이하게 하기 위해서는, 공구를 플랜지의 수용면에 대해 센터링시키기 위해 수용면은, 수용면에 비해 돌출되고 바람직하게 원통형으로 형성되며 바람직하게 플랜지의 회전축에 대해 동심으로 배향된 센터링 영역을 갖고, 이러한 센터링 영역이 상응하는 공구측 리세스 내에 맞물리는 경우가 적절하다. 물론, 센터링 영역 및 리세스가 이와 반대로 배치되는 것도 가능하다.

플랜지를 축방향으로 고정하기 위해서는, 하나 이상의 나사 고정부, 특히 나사가 삽입되어 조여질 수 있는 중심 보어로서 형성된 나사 고정부가 제공되는 경우가 적절하다. 바람직하게, 이러한 나사 고정부는 중심에 배치된다. 본 발명에 따른 플랜지가 2개의 플랜지 영역들과 이러한 플랜지 영역들 사이에 위치한 부분 영역으로 구성되는 경우에는, 스핀들측 플랜지 영역에 나사선이 제공되고, 공작물측 플랜지 영역 및 부분 영역에 통과 보어로서 형성된 나사용 중심 보어가 제공되는 경우가 적절하다.

공작물측 플랜지 영역으로부터 스핀들측 플랜지 영역으로 또는 이와 반대로도 진동이 전달되는 것을 방지하기 위해, 회전축에 대해 직각으로 배향된 나사 헤드의 클램핑면과 공작물측 플랜지 영역의 상응하는 작용면 사이에는 댐핑 와셔가 제공된다.

바람직하게, 이러한 목적을 위해 나사에는 댐핑 와셔가 할당될 수 있고, 나사는 이러한 댐핑 와셔를 관통한다. 또한, 이와 관련하여 나사는 나사 헤드의 하부측의 접촉 영역에서 감쇠 재료로 구성될 수 있거나, 감쇠 재료가 제공된다.

본 발명에 의해, 상술한 단점을 방지하고, 마찬가지로 취성 재료로 이루어진 얇은 대상을 회전하는 공구, 특히 연마 디스크를 통해 가공 가능하게 하는 플랜지가 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 플랜지의 단면도.

도 1에는 도시된 실시예에서 단부측에 배치된 2개의 플랜지 영역(1, 2)과, 이러한 2개 플랜지 영역들(1, 2) 사이에 위치한 부분 영역(3)으로 구성된, 본 발명에 따른 플랜지가 도시되어 있다. 플랜지에서 이격된 상태로, 연마 디스크로서 형성된 공구(4)가 도시된다.

도면에 제시된 바와 같이, 부분 영역(3)은 플랜지의 전체 횡단면에 걸쳐 연장된다. 부분 영역(3)은 예를 들어 복합 재료로 이루어지는 반면, 2개의 플랜지 영역(1, 2)은 예를 들어 강철로 제조된다. 2개의 플랜지 영역(1, 2)은 플랜지의 종방향 연장부에서 볼 때 부분 영역(3)에 의해 서로 분리된다.

도면에 도시된 좌측 플랜지 영역(1)은 스핀들(5)에 고정된다. 스핀들(5)의 자유 단부 영역은 중심이 원추형으로 모여지는 수용부(6)를 포함한다. 이러한 수용부(6)에는 좌측 플랜지 영역(1)의 원추형으로 모여지는 자유 단부가 삽입된다.

스핀들(5) 및 플랜지 영역(1)의 리세스(7) 내에 위치하는, 더 상세히 도시되지 않는 인장 스터드(tensioning stud)를 통해, 플랜지는 화살표(8) 방향인 축방향으로 스핀들(5)의 평면 접촉부(9)에 접하도록 이동한다.

스핀들(5)에 대향 배치된 단부 영역에서, 플랜지 영역(1)은 접촉면(10)을 포함한다. 인접한 부분 영역(3)을 센터링시키기 위해, 접촉면(10)에 비해 돌출되고 원통형으로 형성되며 플랜지의 회전축(11)에 대해 동심으로 배향된 센터링 돌출부(12)가 제공되며, 이러한 센터링 돌출부는 부분 영역(3)의 상응하는 리세스(13) 내에 맞물린다.

도면에서 우측에 도시된 제2 플랜지 영역(2)에 대해 부분 영역(3)을 센터링시키기 위해, 부분 영역(3)의 상응하는 접촉면(14)에는 돌출되어 원통형으로 형성되며 플랜지의 회전축(11)에 대해 동심으로 배향된 센터링 돌출부(15)가 제공되며, 이러한 센터링 돌출부는 공구의 수용에 사용되는 우측 플랜지 영역(2)의 상응하는 리세스(16) 내에 맞물린다.

자신의 2개 접촉면(10, 14)의 영역에서 부분 영역(3)은 각각 인접한 플랜지 영역(1, 2)과 접착된다.

충분한 토크를 전달할 수 있도록, 부분 영역(3)은 플랜지의 회전축(11)과 평행하게 배향된 핀(17)을 통해 각각 인접한 플랜지 영역(1, 2)에 대해 고정되며, 이러한 핀은 플랜지 영역(1 또는 2) 및 부분 영역(3)의 상응하는 보어(18) 내에 삽입된다. 핀(17)의 길이는 핀(17)의 한 쪽 일부의 길이가 부분 영역(3) 내로 돌출되고, 남아있는 다른 일부의 길이가 관련 플랜지 영역(1 또는 2) 내로만 돌출되도록 선택된다.

축방향 고정을 위해, 나사(19)가 삽입되어 조여지는 중심 보어(26)가 제공된다. 스핀들측 플랜지 영역(1)의 영역에서 중심 보어(26)는 나사선(27)을 포함한다. 공작물측 플랜지 영역(2) 및 부분 영역(3)에서 중심 보어(26)는 통과 보어로서 형성된다. 도면에 제시된 바와 같이, 나사 헤드(20)는 공구측 우측 플랜지 영역(2)에서 끼워 넣어진다. 회전축(11)에 대해 직각으로 배향된 나사 헤드(20)의 클램핑면과 플랜지 영역(2)의 상응하는 작용면 사이에는 댐핑 와셔(21)가 제공된다.

본 발명에 따른 실시예에 의해, 2개 플랜지 영역들(1, 2) 사이의 "강철 대 강철" 연결이 저지된다. 부분 영역(3)의 두께(d)는 원하는 데로 설정될 수 있다. 두께(d)는 적어도 부분 영역(3) 내로 돌출된 핀(17)의 일부의 가장 긴 길이보다 더 두껍다.

본 실시예에서 공구(4)는 센터링을 위해 상응하는 공구측 리세스(22)를 포함하는 연마 디스크로 구성된다. 공구측 리세스(22)는 수용면(23)에 비해 돌출되고 원통형으로 형성되며 플랜지의 회전축(11)에 대해 동심으로 배향된 센터링 영역(24)과 상호 작용한다. 예를 들어, 공구(4)는 소결된 연마 수단이 둘레측에 중첩되어 있는 강철 본체를 포함한다. 도시된 실시예에서 둘레측에는 V자형에 가깝게 형성된 연마 그루브(25)가 제공된다.

Claims (13)

1. 스핀들(5)에 공구(4), 특히 예를 들어 연마 디스크와 같은 연마 공구를 조립하기 위한 플랜지이며, 상기 플랜지는 조립된 상태에서 한 쪽 단부에 의해 스핀들(5)과 상호 작용하고, 대향 배치된 다른 단부의 영역에서는 플랜지의 회전축(11)에 대해 직각으로 배향된 수용면(23)을 포함하며, 상기 수용면에는 조립된 상태에서 공구(4)가 접하는, 스핀들에 공구를 조립하기 위한 플랜지에 있어서,
   플랜지는 진동을 감쇠하기 위해, 플랜지의 전체 횡단면에 걸쳐 연장되고 진동 감쇠 재료로 이루어진 하나 이상의 부분 영역(3)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 스핀들에 공구를 조립하기 위한 플랜지.
2. 제1항에 있어서, 하나 이상의 부분 영역(3)은 복합 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 스핀들에 공구를 조립하기 위한 플랜지.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하나 이상의 부분 영역(3)은 플라스틱 또는 플라스틱 복합 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 스핀들에 공구를 조립하기 위한 플랜지.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부분 영역(3)은 장착될 공구(4)를 위한 수용면(23)을 동시에 형성하는 것을 특징으로 하는, 스핀들에 공구를 조립하기 위한 플랜지.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플랜지는 2개의 플랜지 영역들(1, 2)을 갖고, 이들 두 영역 사이에 하나 이상의 부분 영역(3)이 배치된 것을 특징으로 하는, 스핀들에 공구를 조립하기 위한 플랜지.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 부분 영역(3)과, 인접한 플랜지 또는 인접한 플랜지 영역(1, 2)은 접착을 통해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는, 스핀들에 공구를 조립하기 위한 플랜지.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 부분 영역(3)은 바람직하게 플랜지의 회전축(11)과 평행하게 배향된 하나 이상의 핀(17)을 통해 인접한 플랜지 또는 인접한 플랜지 영역(1, 2)에 대해 고정되는 것을 특징으로 하는, 스핀들에 공구를 조립하기 위한 플랜지.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 부분 영역(3)을 인접한 플랜지 또는 인접한 플랜지 영역(1, 2)에 대해 센터링시키기 위해 상기 부분 영역(3)은, 접촉면(14)에 비해 돌출되고 바람직하게 원통형으로 형성되며 바람직하게 플랜지의 회전축(11)에 대해 동심으로 배향된 센터링 돌출부(15)를 갖고, 상기 센터링 돌출부는 플랜지 또는 플랜지 영역(1, 2)의 상응하는 리세스(16) 내에 맞물리는 것을 특징으로 하는, 스핀들에 공구를 조립하기 위한 플랜지.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 부분 영역(3)을 인접한 플랜지 또는 인접한 플랜지 영역(1, 2)에 대해 센터링시키기 위해 상기 플랜지 또는 플랜지 영역(1, 2)은, 접촉면(10)에 비해 돌출되고 바람직하게 원통형으로 형성되며 바람직하게 플랜지의 회전축(11)에 대해 동심으로 배향된 센터링 돌출부(12)를 갖고, 상기 센터링 돌출부는 부분 영역(3)의 상응하는 리세스(13) 내에 맞물리는 것을 특징으로 하는, 스핀들에 공구를 조립하기 위한 플랜지.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 공구(4)를 플랜지의 수용면(23)에 대해 센터링시키기 위해 상기 수용면(23)은, 수용면(23)에 비해 돌출되고 바람직하게 원통형으로 형성되며 바람직하게 플랜지의 회전축(11)에 대해 동심으로 배향된 센터링 영역(24)을 갖고, 상기 센터링 영역은 상응하는 공구측 리세스(22) 내에 맞물리는 것을 특징으로 하는, 스핀들에 공구를 조립하기 위한 플랜지.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 축방향 고정을 위해서는 하나 이상의 나사 고정부, 특히 나사(19)가 삽입되어 조여질 수 있는 중심 보어(18)로서 형성된 나사 고정부가 제공되는 것을 특징으로 하는, 스핀들에 공구를 조립하기 위한 플랜지.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 나사(19)에는 댐핑 와셔가 할당되며, 나사(19)는 상기 댐핑 와셔를 관통하는 것을 특징으로 하는, 스핀들에 공구를 조립하기 위한 플랜지.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 나사(19)는 나사 헤드의 하부측의 접촉 영역에서 감쇠 재료로 구성되거나, 감쇠 재료가 제공되는 것을 특징으로 하는, 스핀들에 공구를 조립하기 위한 플랜지.

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