모터 스핀들

모터 스핀들{MOTOR SPINDLE}

본 발명은 하나 이상의 공급 라인을 통해 에너지 및/또는 작동 유체들을 공급받을 수 있는 하나 이상의 스핀들 구동 장치를 포함한 모터 스핀들, 및 상기 모터 스핀들을 포함한 가공 기계에 관한 것이다.

전형적으로 공구를 지지하는 모터 스핀들은 보링 기계, 연삭 기계 및 밀링 기계에서 사용되고, 공작물을 지지하는 모터 스핀들은 선삭 기계에서 사용된다. 샤프트의 구동 장치 및 베어링 외에도, 공구 인터페이스는 오늘날의 모터 스핀들의 가장 중요한 부품들에 속한다. 공구는 자동으로 교체되고 클램핑 시스템에 의해 고정된다. 이 때문에, 모터 스핀들은 오늘날 공작 기계의 중앙 어셈블리이며 공작 기계의 성능 및 정밀도에 대해 결정적인 책임이 있다. 개별 부품들의 복잡한 구성 및 상호 작용으로 인해, 모터 스핀들들은 표준 제품이 아니라, 개별 요건들에 따라서 개발되고 생산된다. 따라서, 특정 작업 주문서에 따라서 동일한 가공 기계에서 여러 가지 모터 스핀들을 사용할 수 있게 하고자 하는 요구가 생긴다. 상기 모터 스핀들의 주 사용 분야는, 선삭 기계, 연삭 기계, 밀링 기계, HSC(고속 절삭; High-Speed-Cutting), HPC(고성능 절삭; High-Performance-Cutting), 공구 제작, 몰드 제작 및 자동차 생산의 분야들로 이루어진 가공 센터 및 CNC 공작 기계들이다.

본 발명의 과제는 가공 기계에서 모터 스핀들의 교환성을 개선하는 것이다.

상기 과제는, 하나 이상의 공급 라인을 통해 에너지 및/또는 작동 유체들을 공급받을 수 있는 하나 이상의 스핀들 구동 장치와, 다중 커플링의 고정 설치된 제 1 커플링 부재를 포함하는 모터 스핀들에 있어서, 제 1 커플링 부재의 포트들 상에는 에너지 및/또는 작동 유체들을 전달하기 위한 공급 라인들이 연결되는, 상기 모터 스핀들에 의해 해결된다.

본 발명에 따른 모터 스핀들의 핵심은 단일의 작업 단계에서 상호 간에 연결될 수 있는(그리고 분리될 수도 있는) 모든 필요한 공급 라인들의 매우 간단한 연결에 있다. 그 결과로, 주문 및 유지보수 조건에서 간단하게 교환될 수 있으면서 특히 우수하게 취급할 수 있는 모터 스핀들이 제공된다. 또한, 모든 필요한 공급 라인은 함께 연결되기 때문에, 특히 확실하면서도 신뢰성 있는 시스템이 생긴다. 그 밖에도, 다중 커플링의 상기 유형의 고정 설치된 제 1 커플링 부재를 포함한 모터 스핀들은 특히 간단하면서도 경제적으로 제조될 수 있다. 이와 동시에, 상기 모터 스핀들의 통상적으로 요구되는 정밀도도 영향을 받지 않는다.

또한, 상기 과제는, 상기 모터 스핀들을 포함하는 본 발명에 따른 가공 기계에 의해서도 해결되며, 가공 기계는 다중 커플링의 제 2 커플링 부재를 포함하고, 제 2 커플링 부재 상에는 에너지 및/또는 작동 유체들을 전달하기 위한 상보적 포트들이 각각 배치된다.

본 발명에 따른 가공 기계의 핵심은, 방대한 조립 및 설치 작업이 발생하지 않으면서, 상기 가공 기계가 요건에 따라서 여러 가지 모터 스핀들을 수용할 수 있다는 것이다. 그에 따라, 상기 가공 기계는 매우 유연하면서도 효율적으로 이용될 수 있으며, 다시 말해 매우 상이한 공작물들의 가공을 위해 사용될 수 있다. 또한, 포트들이 모든 유형의 매체를 전달하도록 설계되기 때문에, 각종 모터 스핀들에 에너지 및/또는 작동 유체들을 신뢰성이 있으면서도 확실하게 공급하는 것이 보장된다.

모터 스핀들의 교체 시 상대적으로 낮은 설치 비용은, 예컨대 다른 매개변수들(회전 속도, 공구의 클램핑 영역 등)을 갖는 모터 스핀들이 필요하기 때문에, 모터 스핀들 타입들의 교체 시 바람직할 뿐 아니라, 모터 스핀들이 고장 난 경우에도, 본 발명에 따른 제안은 정지 시간을 대폭 감소시키는데, 그 이유는 본 발명에 따라 설치된 모터 스핀들이 훨씬 더 신속하게 분해 및 장착되고 따라서 본 발명에 따른 가공 기계도 더욱 신속하게 다시 가공 과제를 위해 제공되기 때문이다.

본 발명에 따른 모터 스핀들뿐 아니라 본 발명에 따른 가공 기계의 바람직한 실시예들은 종속 청구항들에 제시되어 있다.

본 발명에 따른 모터 스핀들의 제 1 실시예에서, 제 1 및/또는 제 2 커플링 부재는 판형 지지 부재를 포함하고, 이 지지 부재로부터 포트들은 수직으로 멀리 연장된다. 그에 따라, 높은 연결 밀도를 나타낼 수 있으며 그로 인해 특히 작고 조밀한 구성을 허용하는 상보적 포트들의 고착 없는 삽입과 같은 특히 간단한 홀딩이 보장된다. 그 결과로, 전체적으로, 모터 스핀들의 유지보수 또는 그 교환 시 모터 스핀들의 특히 우수한 취급성이 주어진다.

본 발명에 따른 모터 스핀들 또는 본 발명에 따른 가공 기계의 제 2 바람직한 실시예에서, 포트들은 구동 매체 및/또는 냉각제 및/또는 윤활제를 전달하도록 형성되거나, 또는 예컨대 분사 공기 또는 실링 공기를 위한 공기 라인들과 연결되어 있거나 연결될 수 있다.

본 발명에 따른 모터 스핀들 또는 본 발명에 따른 가공 기계의 추가의 바람직한 실시예에서, 상보적 포트들은 각각의 커넥터 및 소켓 결합체로서 형성된다. 그에 따라, 두 커플링 부재 사이에 특히 높은 결합 안전성이 제공되며, 이는 유지 보수되거나 교환되는 모터 스핀들의 특히 신뢰성 있는 작동에 기여한다.

본 발명에 따른 모터 스핀들 또는 본 발명에 따른 가공 기계의 추가의 바람직한 실시예에서, 각각의 커넥터 및 소켓 결합체의 커넥터들은 제 1 커플링 부재 상에 배치된다. 그에 따라 제 1 커플링 부재인, 스핀들 측 커플링 부재는 간단한 방식으로 가공 기계에 끼워질 수 있고, 그럼으로써 모터 스핀들의 특히 용이한 교체가 가능해진다.

본 발명에 따른 모터 스핀들 또는 본 발명에 따른 가공 기계의 추가의 바람직한 실시예에서, 각각의 커넥터 및 소켓 결합체의 소켓들은 제 2 커플링 부재 상에 배치된다. 그 결과로, 제 2 커플링 부재인, 기계 측 커플링 부재는, 가공 기계 자체의 가용성을 떨어뜨릴 수 있는, 상기 커플링 부재 상에서 커넥터들의 손상에 좀 더 관련되지 않게 된다.

따라서 제 1 또는 제 2 커플링 부재 상의 각각의 커넥터 및 소켓 결합체의 전술한 두 경우에서, 모터 스핀들뿐 아니라 가공 기계 및 자연히 이 둘의 결합체의 높은 가용성 및 신뢰성이 보장된다.

본 발명에 따른 모터 스핀들 또는 본 발명에 따른 가공 기계의 추가의 바람직한 실시예에서, 제 1 커플링 부재는, 에너지 및/또는 작동 유체를 안내하기 위해 각각의 포트들과 연결되는 커넥터들뿐 아니라 소켓들을 포함한다. 그에 따라, 제 1 커플링 부재, 다시 말해 스핀들 측 커플링 부재 상에서 커넥터들 및 소켓들이 상응하게 혼합되는 점에서, 모터 스핀들이 가공 기계에 끼워질 때 특히 신뢰성 있는 안내가 보장된다.

본 발명에 따른 모터 스핀들 또는 본 발명에 따른 가공 기계의 추가의 바람직한 실시예에서, 제 1 및/또는 제 2 커플링 부재는 추가 부품, 특히 지지판과 상기 커플링 부재를 탈착 가능하게 결합하기 위한 하나 이상의 고정 부재를 포함한다. 이 경우, 상기 고정 부재는, 클립 또는 나사 결합부로서 형성될 수 있거나, 또는 두 커플링 부재 상호 간의 안내되는 결합 및 정렬을 허용하는 지지판 자체로 구성될 수 있다. 그에 따라, 특히 신뢰성 있으면서 확실한 연결을 보장하는 결합부의 특히 우수한 취급성이 주어진다.

본 발명에 따른 모터 스핀들 또는 본 발명에 따른 가공 메커니즘의 추가의 바람직한 실시예에서, 상기 하나 이상의 고정 부재는 제 1 및/또는 제 2 커플링 부재의 가장자리 영역에 배치된다. 그에 따라, 특히 상기 고정 부재의 공간 절약형 장착이 보장되며, 이런 장착은 상응하는 커플링 부재들의 연결 밀도를 떨어뜨리지 않는다.

본 발명에 따른 모터 스핀들 또는 본 발명에 따른 가공 기계의 추가의 바람직한 실시예에서, 제 1 및/또는 제 2 커플링 부재는 두 커플링 부재를 탈착 가능하게 결합하기 위한 하나 이상의 고정 부재를 포함한다. 그에 따라, 두 커플링 부재의 상호 고정을 위해 제공되어야 할 수도 있는 추가 부품은 더 이상 필요하지 않으며, 그럼으로써 커플링 부재들의 상호 간의 고정은 특히 간단하면서도 경제적으로 실행될 수 있다. 또한, 상기 결합부의 간단한 구조적인 설계를 통한 높은 안전성 및 신뢰성이 주어진다.

본 발명에 따른 모터 스핀들 또는 본 발명에 따른 가공 기계의 추가의 바람직한 실시예에서, 제 1 및/또는 제 2 커플링 부재를 탈착 가능하게 결합하기 위한 상기 하나 이상의 고정 부재는 하나 이상의 포트에 통합된다. 그 결과로, 특히 적어도 몇몇 포트가, 상보적 포트들이 용이하게 취급될 수 있는 방식으로 상호 맞물려 고정되고, 그리고/또는 상호 나사 결합되게 하는 상응하는 클립 및/또는 나사 잠금 장치를 구비하는 것을 통해 실현될 수 있는 더 공간을 절약하는 고정 가능성이 주어진다.

본 발명에 따른 모터 스핀들 또는 본 발명에 따른 가공 기계의 추가의 바람직한 실시예에서, 상기 하나 이상의 고정 부재는 제 1 및 제 2 커플링 부재 상에 볼트 및 너트 결합부로서 형성된다. 상기 유형의 고정은, 예컨대 플랜지형 나사 결합으로서 설계될 수 있는, 두 커플링 부재의 상호 간의 특히 간단한 고정이다. 그 밖에도, 볼트 및 너트 결합부의 간단한 접근성을 통해, 가공 기계 상에서 본 발명에 따른 모터 스핀들의 우수한 취급성도 주어진다.

본 발명에 따른 모터 스핀들 또는 본 발명에 따른 가공 기계의 추가의 바람직한 실시예에서, 볼트 및/또는 너트 결합부는 대략 제 1 및/또는 제 2 커플링 부재의 중심에 배치된다. 이처럼 배치되는 중앙 결합부는, 두 커플링 부재의 모든 상보적 포트에 걸쳐 균일한 힘 분포가 보장되기 때문에, 특히 신뢰성이 있다.

본 발명에 따른 모터 스핀들 또는 본 발명에 따른 가공 기계의 추가의 바람직한 실시예에서, 제 2 커플링 부재는 공작 기계의 에너지 체인의 공급 라인과 연결되어 있거나 연결될 수 있다. 그에 따라, 제 2 커플링 부재, 다시 말해 기계 측 커플링 부재는 자유 이동할 수 있으며, 이는 모터 스핀들의 교체를 특히 단순화한다.

본 발명에 따른 모터 스핀들 또는 본 발명에 따른 가공 기계의 추가의 바람직한 실시예에서, 제 1 커플링 부재는 그 외에 자유 이동 가능한 공급 라인 상에 고정 설치된다. 이를 통해서도, 가공 기계 상에서 모터 스핀들의 특히 간단한 조립 또는 특히 간단한 교환이 가능해지는데, 그 이유는 제 1 커플링 부재, 다시 말해 스핀들 측 커플링 부재가 케이블 상의 커넥터와 유사하게 자유 이동될 수 있기 때문이다.

본 발명에 따른 모터 스핀들의 추가의 바람직한 실시예에서, 제 1 커플링 부재는 모터 스핀들 배면 상에, 특히 모터 스핀들 하우징 또는 모터 스핀들의 별도의 지지부 상에 고정 설치된다. 그에 따라, 특히 스핀들 측 커플링 부재의 손상이 배제되며, 그리고 가공 기계 상에서 모터 스핀들의 특히 간단한 조립 또는 특히 간단한 교환을 가능하게 하는 플러그 앤 플레이 해결책(plug-and-play solution)이 제공된다.

본 발명에 따른 가공 기계의 추가의 바람직한 실시예에서, 제 2 커플링 부재는 가공 기계의 별도의 지지부 상에 고정 설치된다. 이를 통해서도, 마찬가지로 플러그 앤 플레이 해결책의 형태로 이용될 수 있는 제 2 커플링 부재, 다시 말해 기계 측 커플링 부재의 최대한 손상 없는 홀딩이 제공된다.

본 발명에 따른 가공 기계의 추가의 바람직한 실시예에서, 가공 기계 상에 모터 스핀들의 수용을 위해 하나 이상의 삽입 레일이 제공되며, 삽입 레일 상에서 모터 스핀들을 삽입하는 것을 통해, 두 커플링 부재가 에너지 및/또는 작동 유체를 안내하도록 결합되어 서로 통하게 된다. 그에 따라, 삽입 레일 상에서 모터 스핀들의 래크(rack)형 안내가 가능하고, 이런 래크형 안내는 가공 기계에 대한 모터 스핀들의 기울어짐에 의한 상보적 포트들의 잠재적인 손상을 배제시키며, 그럼으로써 교환 또는 유지보수 시 모터 스핀들의 취급성뿐 아니라, 가공 기계와 모터 스핀들의 신뢰성 있는 결합도 보장된다.

본 발명에 의해, 가공 기계에서 모터 스핀들의 교환성이 개선된다.

도면에는 본 발명이 특히 일 실시예로 개략적으로 도시되어 있다.
도 1은 스핀들 구동 장치를 포함하며, 다중 커플링 및 에너지 체인을 통해 가공 기계와 연결되어 있는 본 발명에 따른 모터 스핀들을 도시한 측면 종단면도이다.
도 2는 밀폐된 하우징 및 노출된 다중 커플링과 함께 도 1의 모터 스핀들을 약간 확대 도시한 평면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 다중 커플링의 제 1 및 제 2 커플링을 도시한 측면도이다.
도 4는 도 3의 다중 커플링의 제 2 커플링 부재를 상부에서 비스듬하게 바라본 평면 사시도이다.

도면들에서 동일하거나 서로 상응하는 부재들은 각각 동일한 도면 부호로 표시되어 있기 때문에, 바람직하지 않다면, 다시 설명되지 않는다.

도 1에는, 스핀들 구동 장치를 포함하며, 다중 커플링(10) 및 에너지 체인(30)을 통해 가공 기계(도시되지 않음)와 연결되어 있는 본 발명에 따른 모터 스핀들(20)의 측면 종단면도가 도시되어 있다. 모터 스핀들(20)에는 삽입 레일(22)을 지지하는 지지판(21)이 연결되며, 삽입 레일 상에서는 에너지 체인(30) 및 다중 커플링(10)이 서로 이동될 수 있다. 이 경우, 다중 커플링(10) 자체는 삽입 레일(22)의 좌측 단부 상에 배치되어, 모터 스핀들(20) 상으로 에너지 및/또는 작동 유체들을 전달하기 위한 기계 측 공급 라인들 사이의 연결부를 형성하며, 여기서 에너지 및/또는 작동 유체들의 전달 경로는 파선으로 도시되어 있다.

도 2에는 밀폐된 하우징 및 노출된 다중 커플링(10)과 함께 약간 확대된 축척으로 도 1의 모터 스핀들(20)의 평면도가 도시되어 있으며, 다중 커플링의 제 1 및 제 2 커플링 부재(11, 12)는 에너지 및/또는 작동 유체들을 위한 상보적 접속부들(13, 13')을 통해 서로 연결된다. 상기 접속부들(13, 13')(명확성을 위해 상보적 커넥터 및 소켓 쌍에만 상기 도면 부호가 표시되어 있음)을 통해서는, 예컨대 전류 공급, 윤활제 및 냉각수 공급, 분사 공기 또는 실링 공기 공급 등을 포함하는, 모터 스핀들(20)로 에너지 및/또는 작동 유체들의 공급이 기계 측에서 이루어진다. 이 경우, 모든 접속부(13, 13')는, 서로 대향하는 방식으로, 상응하는 지지 부재들(14, 15) 상에 배치되며, 그럼으로써 다중 커플링(10) 상에 접속부들(13, 13')의 높은 통합 밀도가 가능해진다. 이 경우, 기계 측 지지 부재(15)의 가장자리 영역에서는, 커플링 부재(12)의 고정 부재들(16)이 지지판(21) 상에 제공된다.

도 3에는, 도 1 및 도 2의 다중 커플링(10)의 제 1 및 제 2 커플링 부재(11, 12)의 측면도가 도시되어 있으며, 이들 커플링 부재는, 여기서는 기계 측 지지 부재(15) 상의 중심에 배치된 나사로서 형성된 상응하는 고정 부재(17)를 통해, 탈착 가능하게 서로 결합될 수 있다. 상기 나사에 상보적으로 스핀들 측 지지 부재(14) 내에 형성된 나사산부에 상기 나사를 조이는 것을 통해, 모든 에너지 및/또는 작동 유체 접속부(13, 13')는 균일하게 서로 조여지고 확실하면서도 신뢰성 있게 서로 결합된다. 이 경우, 스핀들 측 커플링 부재(11) 상에서는, 접속부들(13)이 커넥터들(18a)뿐 아니라 소켓들(18b)로서 형성되며, 이들 커넥터 및 소켓들의 상대 부재들은 상응하게 상보적으로 커플링 부재(12) 상에 배치된다. 그에 따라, 모터 스핀들(20)의 교체 또는 교환 시 두 커플링 부재(11, 12)의 특히 우수한 안내가 보장된다. 이 경우, 기계 측 커플링 부재(12) 상의 고정 부재들(16)은 지지 부재(15)의 가장자리 영역에 배치되고 고정 나사들을 수용하기 위한 상응하는 보어들로서 설계된다. 그 결과, 지지 부재(15) 상에서 접속부들(13')의 높은 통합 밀도가 보장된 상태로 유지되며, 그와 동시에 기계 측 커플링 부재(12)의 위치도 규정된다.

도 4에는, 도 3의 다중 커플링(10)의 커플링 부재들(11, 12)을 상부에서 비스듬하게 바라본 평면 사시도가 도시되어 있다. 상기 도면에서는, 특히 두 지지 부재(14, 15) 상에 많은 수의 접속부(13, 13')가 확인되는데, 이들 접속부는 모터 스핀들(20)의 포괄적인 기계 측 공급을 허용한다. 기계 측에 위치하는 고정 부재(17)를 통해서는 두 커플링 부재(11, 12)가 간단히 서로 결합되며, 그럼으로써 접속부들(13, 13')을 통해 에너지 및/또는 작동 유체들의 확실하면서도 신뢰성 있는 공급이 보장된다. 모터 스핀들(20)이 예컨대 유지보수 또는 주문의 이유로 제거되거나 교환되어야 하는 경우, 모터 스핀들(20)의 지지 부재(14)에 대한 기계 측 지지 부재(15)의 규정된 위치 및 안정성을 제공하기 위해, 고정 부재들(16)에 의해 기계 측 지지 부재(15)가 나사들을 통해 지지판(21) 상에 고정된다. 그 결과, 전체적으로, 모터 스핀들(20)의 통상적인 소정 기능성을 제한하지 않으면서도, 모터 스핀들(20)의 취급성은 분명하게 개선된다.

지금 본 출원서와 함께 그리고 이후에 제시되는 청구항들은 선입견 없이 광범위한 보호를 달성하기 위한 것이다.

여기서, 관련 종래 기술을 더 상세하게 심사할 경우, 한두 가지 특징이 본 발명의 목적을 위해 바람직하기는 하지만, 결정적으로 중요하지 않다는 사실이 주어지면, 자명하게 이제는 특히 독립 청구항에 상기 특징을 더 이상 포함하지 않는 기재 형식이 추구된다. 이런 하위 조합 역시도 본 출원의 개시에 의해 드러난다.

유념할 사항은, 다양한 실시예들에서 기술되고 도면들에 도시된 본 발명의 실시예들 및 변형예들은 임의로 서로 조합될 수 있다는 것이다. 이 경우, 개별 특징 또는 복수의 특징이 임의로 서로 교환될 수 있다. 이런 특징 조합들도 개시된다.

종속 청구항들에 제시된 인용은 각각의 종속 청구항의 특징들에 의한 독립 청구항의 대상의 추가적인 형성을 지시한다. 그러나 이는 인용된 종속 청구항들의 특징들에 대해 독립적인 대상의 보호의 달성을 포기하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

명세서에서만 개시된 특징들 또는 복수의 특징을 포함하는 청구항들의 개별 특징들은 항상 본 발명의 핵심적인 의미로서 선행 기술과 구분하기 위해 독립 청구항(들)에 포함될 수 있으며, 더욱 정확하게 말하면, 상기 특징들이 또 다른 특징들과 관련되어 언급되었거나, 또는 다른 특징들과 관련해서 특히 바람직한 결과를 달성할 때에도, 독립 청구항(들)에 포함될 수 있다.

10 다중 커플링
11 제 1 커플링 부재
12 제 2 커플링 부재
13, 13' 접속부
14 스핀들 측 지지 부재
15 기계 측 지지 부재
16 고정 부재
17 고정 부재
18a 커넥터
18b 소켓
20 모터 스핀들
21 지지판
22 삽입 레일
30 에너지 체인