KR20070078794A - 클램핑 장치 - Google Patents

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KR20070078794A
KR20070078794A KR1020070008730A KR20070008730A KR20070078794A KR 20070078794 A KR20070078794 A KR 20070078794A KR 1020070008730 A KR1020070008730 A KR 1020070008730A KR 20070008730 A KR20070008730 A KR 20070008730A KR 20070078794 A KR20070078794 A KR 20070078794A
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페르디난드 트록슬러
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에프-툴 인터내셔널 아게
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Abstract

본 발명의 클램핑 장치는 Z-방향으로 탄성 복원성이고 적어도 1개의 구멍을 한정하는 중심 설정 디스크 부재가 제공되는 그에 대해 클램핑될 요소를 보유하는 척 부재를 포함한다. 클램핑될 요소에는 절두형 원뿔의 형상으로 된 중심 설정 부분을 갖는 클램핑 볼트 부재가 제공된다. 중심 설정 디스크 부재의 구멍 내로의 클램핑 볼트 부재의 삽입 시, 중심 설정 부분은 중심 설정 디스크 내의 구멍의 모서리와 결합하고, X- 및 Y-방향으로 클램핑될 요소를 정렬시킨다. 중심 설정 디스크 부재는 척 부재의 단부 판 부재의 뒤에 위치되며, 단부 판 부재의 표면은 클램핑될 요소를 위한 Z-기준부를 구성한다. 단부 판 부재에는 그를 통해 클램핑 볼트 부재가 중심 설정 디스크 부재의 구멍 내로 삽입될 수 있는 구멍이 제공된다.
클램핑 장치, 척 부재, 클램핑될 요소, 제1 중심 설정 수단, 제2 중심 설정 수단

Description

클램핑 장치{CLAMPING APPARATUS}
도1은 클램핑 장치 특히 척 부재 그리고 그 상에 클램핑될 요소의 분해 사시도.
도2는 클램핑 전의 척 부재 및 요소의 종단면도.
도3은 클램핑 후의 척 부재 및 요소의 종단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: Z-축
2: 판 부재
3: 척 부재
4: 원통형 본체 부재
8: 단부 판 부재
14: 중심 설정 디스크
17: 지지 판 부재
21: 클램핑 기구
29: 클램핑 볼트
40: 클램핑될 요소
본 발명은 클램핑될 요소를 보유하도록 되어 있고 제1 중심 설정 수단이 제공되는 척 부재 그리고 척 부재에 클램핑될 요소를 클램핑할 때 클램핑될 요소가 X- 및 Y-방향으로 정렬되도록 척 부재 상에 제공된 제1 중심 설정 수단과 협력하도록 된 제2 중심 설정 수단을 갖는 클램핑될 요소를 포함하는 클램핑 장치에 관한 것이다.
이러한 클램핑 장치는 바람직하게는 기계 공구의 가공 영역의 어떤 구역 내의 양호하게 한정된 위치에 요소를 클램핑하기 위해 사용되며, 그에 의해 요소는 피가공물, 공구, 또는 피가공물 또는 공구를 수용하도록 된 팔레트(pallet)에 의해 구성될 수 있다. 대개, 척 부재는 기계 공구의 가공 영역 내의 기계 테이블에 부착되며, 한편 클램핑될 요소는 척 부재에 해제 가능하게 부착된다.
문서 제EP-A-111-092호는 피가공물과 기계 공구 사이에 토크 저항성 연결(torque proof connection)을 수립하는 클램핑 장치를 개시하고 있다. 클램핑 장치는 2개의 커플링 부재를 포함하며, 이들 중 하나는 척 부재의 형태로 되어 있고 기계 공구에 부착되며, 한편 다른 커플링 부재는 팔레트를 구성하고 가공될 피가공물을 수용한다. 기계 공구에 부착된 커플링 부재에는 편심으로 위치된 포획 핀뿐만 아니라 또한 중심으로 위치된 위치 설정 핀이 제공된다. 피가공물을 수용하도록 된 커플링 부재 즉 전술된 팔레트에는 편심이고 기본적으로 타원형인 개구뿐만 아니라 또한 중심 개구를 갖는 커플링 디스크뿐만 아니라 Z-축 기준부로서 역 할하는 다수개의 이격부(spacer) 또는 격리부(stand-off)가 제공된다. 다른 커플링 요소에 하나의 커플링 요소를 커플링할 때, 중심 위치 설정 핀 및 편심 포획 핀은 커플링 디스크 내의 2개의 대응하는 개구와 결합하고, 각도 배향뿐만 아니라 X- 및 Y-방향으로 서로에 대해 2개의 커플링 요소를 정렬시키며, 한편 하나의 커플링 부재의 격리부는 다른 커플링 부재 상에 놓이며 그에 의해 Z-축의 방향으로 2개의 커플링 부재의 상대적인 위치를 한정한다.
이러한 커플링 장치에서, 커플링 디스크는 외부측에 노출되며 그에 의해 기계적으로 손상될 위험성을 감수한다. 더욱이, 이러한 클램핑 장치에서 사용될 모든 팔레트에는 이러한 커플링 디스크가 제공되어야 하며, 이러한 요건은 클램핑 시스템의 총 비용을 증가시키며, 대개, 복수개의 팔레트 부재가 특정한 척 부재에 할당된다.
본 발명의 하나의 실시예는 클램핑될 요소를 보유하도록 되어 있고 제1 중심 설정 수단이 제공되는 척 부재와, 척 부재에 클램핑될 요소를 클램핑할 때 클램핑될 요소가 X- 및 Y-방향으로 정렬되도록 척 부재 상에 제공된 제1 중심 설정 수단과 협력하도록 되어 있는 제2 중심 설정 수단을 갖는 클램핑될 요소를 포함한다.
제1 중심 설정 수단은 Z-축의 방향으로 탄성 복원 방식으로 변형 가능하도록 척 부재에 부착되고 중심 설정 구멍이 제공되는 중심 설정 디스크 부재를 포함한다. 제2 중심 설정 수단은 척 부재에 클램핑될 요소를 부착할 때 중심 설정 볼트가 중심 설정 디스크의 중심 설정 구멍 내로 삽입될 때 중심 설정 구멍의 모서리와 결합하도록 된 중심 설정 부분을 갖는 클램핑 볼트 부재를 포함한다. 척 부재는 그에 대해 클램핑될 요소를 고정하는 수단뿐만 아니라 또한 클램핑될 요소를 위한 Z-축 기준부를 한정하도록 된 적어도 1개의 정지 표면을 갖는다.
추가의 실시예에서, 클램핑 장치는 2개의 클램핑 볼트 부재가 제공되는 클램핑될 요소를 보유하도록 된 적어도 2개의 척 부재를 가질 수 있다. 각각의 척 부재는 Z-축의 방향으로 탄성 복원 방식으로 변형 가능한 방식으로 그에 대해 부착되고 중심 설정 구멍이 제공되는 중심 설정 디스크 부재를 갖는다. 클램핑 볼트 부재들 중 하나는 중심 설정 디스크 부재 내의 중심 설정 구멍과 결합할 때 X- 및 Y 방향으로 그 클램핑 볼트 부재를 정렬시키도록 된 중심 설정 부분을 가지며, 클램핑 볼트 부재들 중 다른 하나는 중심 설정 디스크 부재 내의 중심 설정 구멍과 결합할 때에만 X- 또는 Y-방향으로 그 클램핑 볼트 부재를 정렬시키도록 된 중심 설정 부분을 갖는다.
대체예에서, 중심 설정 디스크 부재들 중 하나는 그와 협력하는 클램핑 볼트 부재들 중 하나와 결합할 때 X- 및 Y 방향으로 그 클램핑 볼트 부재를 정렬시키도록 된 중심 설정 구멍을 가질 수 있다. 중심 설정 디스크 부재들 중 다른 하나는 그와 협력하는 클램핑 볼트 부재들 중 다른 하나와 결합할 때에만 X- 또는 Y 방향으로 그 클램핑 볼트 부재를 정렬시키도록 된 중심 설정 구멍을 갖는다.
본 발명의 목적은 클램핑될 요소에 이것을 힘들게 가공할 필요가 없이 척 부재에 대해 정확하게 위치시키기 위해 요구되는 중심 설정 수단이 신속하게 그리고 용이하게 제공될 수 있는 척 부재 및 클램핑될 요소를 갖는 클램핑 장치를 제공하 는 것이다. 그에 의해, 이들 중심 설정 수단은 낮은 비용으로 제조되기 위해 간단한 설계로 되어 있으며, 그럼에도 불구하고, 요소는 매우 높은 절대 및 반복 정확도로써 척 부재에 클램핑될 수 있다.
다음에, 본 발명에 따른 장치의 실시예가 첨부 도면을 참조하여 추가로 설명될 것이다.
도1은 척 부재(3) 상에 예컨대 요소(40)를 클램핑하도록 된 클램핑 장치의 분해 사시도를 도시하고 있다. 표현 "요소"는 척 부재(3)에 부착될 수 있는 모든 종류의 부품에 대한 일반적인 표현으로서 이해될 것이며, 특히, 요소(40)는 피가공물, 공구 또는 팔레트일 수 있다. 더욱이, 척의 부품을 연결하기 위해 요구되는 요소 예컨대 나사가 도면에 도시되어 있지 않다는 것이 주목되어야 한다.
클램핑된 요소(40)뿐만 아니라 또한 척(3)의 중심을 관통하여 연장하고 Z-축과 동일한 길이 방향 중심 축(1)이 대체로 도시되어 있다. 척(3)의 아래에는 도1에 도시된 바와 같이 그에 대해 척이 부착될 수 있는 판 부재(2)가 위치된다. 판 부재(2)는 그 내에서 장치가 사용되는 기계 공구 상에 제공되는 지지 수단을 나타낼 것이며, 특히, 지지 수단은 기계 공구 테이블 또는 기계 공구의 퀼(quill)일 수 있다. 그러나, 판 부재(2)에 부착되는 대신에, 척(3)은 기부 판 부재에, 어댑터 판 부재에 또는 나중에 대응하는 커플링 장치에 유사한 부재를 고정하는 커플링 요소가 제공될 수 있는 유사한 부재에 부착될 수 있다.
척 부재(3)는 복수개의 연결 보어, 나사형 보어 등의 보어(6)뿐만 아니라 또 한 중심 리세스(5)가 제공되는 원통형 본체 부재(4)를 포함한다. 척 부재(3)의 전방 커버는 서로에 직각으로 연장하고 단부 판 부재(8)의 표면(10) 내로 가공되는 홈(11, 12)뿐만 아니라 또한 중심 구멍(9)이 제공되는 단부 판 부재(8)에 의해 구성된다. 이들 홈(11, 12)에 의해, 단부 판 부재(8)의 표면(10)은 각각이 원의 부채꼴의 형상을 갖는 4개의 섹션(13)으로 세분된다. 이들 섹션(13)의 평탄한 표면은 요소(40)가 척(3)에 의해 클램핑되는 Z-축 정지 부재를 구성한다. 단부 판 부재(8)의 후방 측면에는 그 모서리 구역이 탄성 복원 거동을 나타내는 중심 설정 구멍(15)을 갖는 중심 설정 디스크(14)가 제공된다. 중심 설정 구멍(15)의 모서리 구역이 그 탄성 복원 거동을 나타내는 것을 보증하기 위해, 중심 설정 디스크(14)에는 슬롯(16)이 제공된다.
척(3)이 그 조립 상태에 있을 때, 중심 설정 디스크(14)는 단부 판 부재(8)의 뒤에 위치되고 그에 의해 보호된다. 더욱이, 환형 돌출 주연 림(18)을 갖는 지지 판 부재(17)가 제공될 수 있다. 중심 설정 디스크(14)는 판 부재(2)를 향해 축 방향으로 복원 방식으로 편향될 수 있는 방식으로 그 림(18) 상에 놓이도록 되어 있다. 지지 판 부재(17)의 후방 측면에는 추가로 상세하게 후술될 클램핑 기구(21)를 수용하도록 된 홈(19)이 제공된다. 지지 판 부재(17) 및 클램핑 기구(21)의 양쪽 모두는 원통형 본체 부재(4)의 중심 리세스(5) 내에 수용된다.
클램핑 장치는 정렬 핀(34), 정렬 볼트(35) 또는 정렬 캠(37)뿐만 아니라 또한 적어도 1개의 클램핑 볼트(29)를 추가로 포함한다. 바람직하게는, 클램핑 볼트(29)에는 나사형 단부(33)가 제공되며, 그에 의해 대응하는 중심 나사형 보 어(41) 내에 클램핑되게 하기 위한 요소(40)의 저부(45)로의 클램핑 볼트의 신속한 부착을 가능케 한다. 정렬 핀(34)은 클램핑될 요소(40)의 보어(44) 내로 가압될 수 있으며, 한편 정렬 볼트(35)에는 예컨대 그에 의해 클램핑될 요소(40)의 대응하는 나사형 보어(43)에 부착될 수 있는 나사(36)가 제공된다. 정렬 캠(37)은 바람직하게는 단부 판 부재(8)의 홈(11, 12) 내에 부착된다. 정렬 핀(34) 및 정렬 볼트(35)는 홈(11, 12)과 협력하여 요소(40)의 각도 위치를 설정하고 그에 의해 90˚단계로 Z-축(1)의 주위에서 클램핑되게 하도록 되어 있다. 홈(11, 12) 대신에, 적절하다면, 구멍, 리세스 또는 유사한 수단이 제공될 수 있다.
클램핑될 요소(40)는 그 내로 길이 방향 홈(42)이 가공되는 적어도 부분적으로 평탄한 저부 표면(45)을 포함한다. 이러한 길이 방향 홈(42)은 요소(40)의 각도 배향을 설정하고 그에 의해 Z-축(1)의 주위에서 180˚ 단계로 클램핑되게 하기 위해 척(3)에 고정된 정렬 캠(37)과 협력하여 사용될 수 있다. 정렬 캠(37)의 기부 부분(38)은 단부 판 부재(8)의 홈(11, 12) 내에 고정된다. 길이 방향 홈(42)이 반드시 요구되는 것은 아니지만 단부 판 부재(8)의 홈(11, 12)과 협력하는 정렬 핀(34) 또는 정렬 볼트(35), 또는 정렬 캠(37)과 협력하는 길이 방향 홈(42) 중 어느 하나가 제공되어야 한다는 것이 이해되어야 한다. 물론, Z-축(1)의 주위에서의 요소(40)의 각도 위치를 설정하는 정렬 수단의 다른 실시예가 가능하고, 이것은 본 발명에 의해 예측된다.
클램핑 볼트(29)에는 클램핑 기구(21)의 클램핑 요소에 의해 종래 기술에서 공지된 바와 같이 결합될 수 있는 헤드 부분(31)이 제공된다. 헤드 부분(31)의 뒤 에서, 클램핑 볼트(29)에는 특정한 실시예에서 절두형 원뿔의 재킷의 형상으로 된 부분(30)이 제공된다. 부분(30)은 중심 설정 디스크(14)와 협력하여 X- 및 Y-방향으로 클램핑 볼트(29) 그리고 그에 의해 그와 연결된 요소(40)를 정렬시키도록 역할한다. 이와 같이, 부분(30)은 단부 판 부재(8)의 표면(10)에 평행하게 연장하는 X-Y 평면 내에 클램핑 볼트(29)를 정확하게 정렬시키도록 역할한다. 더욱이, 클램핑 볼트(29)의 후방 부분에는 클램핑 볼트(29)가 클램핑될 요소(40)에 고정되면 클램핑될 요소(40)의 평탄한 표면(45) 상에 놓이는 환형 정지 표면(32)이 제공된다. 환형 정지 표면(32)과 부분(30) 사이의 축 방향 거리는 여기에서 추가로 설명되는 바와 같이 척(3)에 맞춰진다.
클램핑 볼트(29)를 클램핑하는 클램핑 기구(21)는 나사(27)에 의해 서로에 대해 이동 가능한 L자형 활주기(22, 23)의 형태로 된 2개의 클램핑 요소를 포함할 수 있다. 나사(27)는 척(3)이 조립되면 원통형 본체 부재(4) 내에 제공되는 반경 방향 보어(28)를 통해 접근 가능하다. 각각의 활주기(22, 23)에는 회전하는 나사(27)의 영향 하에서 2개의 활주기(22, 23)가 각각 서로를 향해 또는 서로로부터 멀리 이동될 때 클램핑 볼트(29)의 헤드 부분(31)에 대해 놓일 수 있거나 그로부터 멀리 이동될 수 있는 횡단 방향 핀(24, 25)이 제공된다.
도2는 클램핑될 요소(40)의 측면도뿐만 아니라 또한 척(3)의 종단면도를 도시하고 있다. 이러한 도면에서, 그 내에서 2개의 활주기(22, 23)가 나사(27)에 의해 서로에 대해 이동 가능한 클램핑 기구(21)가 보일 수 있다. 2개의 활주기(22, 23)들 사이에, 서로로부터 멀리 2개의 활주기(22, 23)를 이동시키도록 편의된 상태 의 압축 스프링(26)이 삽입된다. 더욱이, 도2의 이러한 도면에서, 중심 설정 디스크(14)는 지지 판 부재(17)의 주연 림(18) 상에 놓일 때 보일 수 있다. 간극(20)이 중심 설정 디스크(14)의 중심 부분과 지지 판 부재(17)의 중심 부분 사이에 제공되며, 그에 의해 Z-방향으로 즉 판 부재(2)를 향한 구멍(15)을 둘러싸는 중심 설정 디스크(14)의 모서리 부분의 탄성 복원 편향을 가능케 한다.
척(3)에 요소(40)를 클램핑하기 위해, 클램핑될 요소(40)에 부착된 클램핑 볼트(29)는 단부 판 부재(8)의 중심 구멍(9) 내로 삽입되며, 그에 의해 정렬 핀(34)은 단부 판 부재(8)의 홈(12)과 정렬된다. 대체예에서, 정렬 캠(37)은 요소(40) 내에 제공된 홈(42)과 정렬될 수 있다. 단부 판 부재(8)의 중심 개구(9) 내로 클램핑 볼트(29)를 삽입할 때, 절두형 원뿔 형상의 부분(30)은 중심 설정 디스크(14)의 반경 방향 구멍(15)의 모서리(48)와 접촉하고, X- 및 Y-방향으로 클램핑 볼트(29) 그리고 그에 의해 클램핑될 요소(40)를 정렬시킨다. Z-축의 주위에서의 클램핑될 요소(40)의 각도 배향은 정렬 핀(34) 또는 정렬 캠(37) 중 어느 하나에 의해 설정된다. 본 발명의 어떤 실시예에서, 정렬 요소(34, 37)들 중 하나 또는 다른 하나만이 사용된다. 정렬 캠(37)은 나사(39)에 의해 단부 판 부재(8)에 부착된다. 정렬 핀(34) 및 정렬 캠(37) 대신에, 각각, 전술된 볼트(35) 등의 정렬 볼트가 사용될 수 있다.
클램핑 볼트(29)는 100분의 몇과 10분의 몇 ㎜ 사이의 축 방향 간극이 클램핑 볼트(29)의 절두형 원뿔 형상의 중심 설정 부분(30)이 중심 설정 디스크(14)의 구멍(15)의 모서리(48) 상에 완전히 놓일 때 클램핑 볼트의 환형 정지 표면(32) 그 리고 그에 의해 클램핑될 요소(40)의 평탄한 저부 표면(45)과 단부 판 부재(8)의 표면(10) 사이에 남는 방식으로 척(3)에 맞춰진다. 바꿔 말하면, 클램핑될 요소(40)가 척 부재(3) 내로 느슨하게 삽입되면, 요소(40)의 저부 표면(45)은 척(3)의 Z-축 정지 표면(10)과 접촉하지 않고, 100분의 몇 내지 10분의 몇 ㎜의 간극이 남는다.
도3은 요소(40)가 그에 대해 클램핑된 상태에서의 척(3)의 종단면도를 도시하고 있다. 나사(27)를 회전시킴으로써, 클램핑 기구(21)의 2개의 활주기(22, 23)는 2개의 핀(24, 25)이 서로에 접근하는 방식으로 서로를 향해 이동된다. 그에 의해, 핀(24, 25)은 그 헤드 부분(31)의 후방 측면에 위치된 클램핑 볼트(29)의 원뿔형 부분(46)에 대해 가압되며, 그 결과 클램핑 볼트(29) 그리고 그에 의해 클램핑될 요소(40)는 단부 판 부재(8)의 상부 측면(10) 상에 그 평탄한 표면(45)과 함께 놓일 때까지 척(3)을 향해 견인된다. 그에 의해, 클램핑될 요소(40)의 위치는 Z-방향으로 또한 설정된다. 요소(40)가 척(3)에 클램핑된 후, 중심 설정 디스크(14)는 판 부재(2)를 향한 방향으로 탄성 변형될 수 있다.
클램핑 장치의 본 실시예에 따르면, 클램핑될 요소(40)의 매우 정확한 위치 설정이 Z-축 주위에서의 그 각도 배향뿐만 아니라 또한 X- 및 Y-방향의 양쪽 모두의 방향으로 척(3)에 대해 실현될 수 있는데, 이것은 클램핑될 요소(40)의 위치 설정이 기본적으로 클램핑 기구(21)에 의해 가해지는 어떠한 힘도 없는 상태에서 수행되기 때문이다. 클램핑될 요소(40)가 척(3)에 대해 정확하게 위치되면, 클램핑될 요소(40)는 클램핑 기구(21)의 영향 하에서 작은 치수만큼 Z-방향으로 척(3)을 향해 견인된 다음에 척(3)에 클램핑되기만 하면 된다. 클램핑되면, 요소(40)는 단부 판 부재(8)의 표면(10) 상의 큰 표면과 함께 놓이며, 이와 같이 척(3)에 견고하게 고정된다. 클램핑 기구(21)는 지지 판 부재(17)의 홈(19) 내에 부동 상태로 수용되므로, 이것은 클램핑 작업 동안에 클램핑 볼트(29)에 대해 스스로 중심 설정할 수 있다.
본 발명에 따른 클램핑 장치의 어떤 장점은 비교적 비싸고 민감한 중심 설정 요소가 척(3) 상에 위치되며 한편 그와 협력하는 더 간단하고 덜 비싼 중심 설정 요소가 클램핑될 요소(40) 상에 위치된다는 점에서 보일 수 있다. 더욱이, 어느 정도로 정교한 중심 설정 디스크(14)는 단부 판 부재(8)의 뒤에서 척(9)에 부착되고 그에 의해 보호된다. 이와 같이, 가장 중요한 중심 설정 요소 즉 중심 설정 디스크(14)는 상당한 정도까지 외부의 역학적 영향으로부터 보호되며, 요소(40)는 매우 정확한 방식으로 척에 반복적으로 클램핑될 수 있다.
클램핑될 요소(40) 자체에는 매우 간단하게 그리고 신속하게 클램핑 및 중심 설정하기 위해 요구되는 요소가 제공될 수 있다. 실제로, 클램핑될 요소(40)는 클램핑 볼트(29)를 부착시키는 적어도 1개의 나사형 보어(41)뿐만 아니라 또한 적어도 부분적으로 평탄한 저부 표면(45)을 갖기만 하면 된다. 추가예에서, Z-축(1)의 주위에서의 요소(40)의 각도 위치를 직접적으로 또는 간접적으로 설정하기 위해 사용될 수 있는 적어도 1개의 추가의 수단 또는 요소가 제공될 수 있다. 이러한 수단 또는 요소는 예컨대 클램핑될 요소(40)의 저부 표면(45) 내에 제공되는 추가의 나사형 보어(43), 핀 보어(44) 또는 홈(42)에 의해 구성될 수 있다. 나사형 보 어(43) 및 핀 보어(44)는 각각 척(3)의 단부 판 부재(8) 내에 제공되는 홈(11, 12)과 각각의 경우에 협력하는 각각 정렬 볼트(35) 및 정렬 핀(34)을 수용 및 고정하도록 되어 있다. 홈(42)은 척(3) 상에 제공되는 정렬 캠 부재(37)와 협력함으로써 Z-축의 주위에서의 그 각도 위치에 대해 클램핑될 요소(40)를 정렬시키도록 역할한다. 전술된 바와 같이, 정렬 핀(34) 또는 정렬 볼트(35), 또는 정렬 캠(37) 중 어느 하나만이 이러한 각도 위치를 수립하기 위해 대응하는 홈 또는 구멍과의 협력을 위해 제공되어야 한다.
X- 및 Y-방향으로 클램핑될 요소(40)를 중심 설정하기 위해 요구되는 수단이 클램핑 볼트(29) 상에 직접적으로 위치된다는 사실로 인해, X- 및 Y-방향으로의 중심 설정을 위해 종래 기술에 의해 대개 요구되는 임의의 별개의 중심 설정 수단이 생략될 수 있다. 클램핑될 여러 개의 요소(40)가 단일의 척(3)과 함께 사용될 수 있으므로, 장치의 총 비용은 저하될 수 있는데, 이것은 비교적 비싼 중심 설정 수단이 척(3) 상에 위치될 때 이와 같이 1회만 제공되어야 하며 반면에 비교적 비싸지 않은 중심 설정 수단이 각각의 클램핑될 요소(40) 상에 위치되기 때문이다. 이러한 관계에서, 중심 설정 부분(30)이 클램핑 볼트(29) 상에 직접적으로 위치된다는 사실에 주목하여야 한다.
본 발명에 따른 클램핑 장치로써, 클램핑될 요소가 Z-축의 주위에서의 그 각도 배향뿐만 아니라 또한 X- 및 Y-방향의 양쪽 모두의 방향으로 1000분의 몇 ㎜의 구역 내에서 높은 절대 및 반복 정확성으로써 척에 부착될 수 있다.
대체 실시예에서, 전술된 바와 같이 단일의 척(3)을 사용하는 대신에, 복수 개의 척을 사용하는 것이 또한 가능하다. 예컨대, 클램핑 장치의 실시예에는 공통 기부 판 부재에 부착되거나 공통 본체 부재 내에 결합되는 2개의 척이 제공될 수 있으며, 그에 의해 척 부재 조립체를 형성한다. 그러나, 어느 경우에도, 각각의 이들 척 부재에는 클램핑 기구뿐만 아니라 또한 중심 설정 디스크가 제공될 수 있다. 클램핑될 요소에는 그 다음에 척 부재의 개수와 동일한 클램핑 볼트가 제공될 것이다. 2개의 척 부재의 경우에 척 부재 조립체에 대한 클램핑될 요소의 기하학적으로 중복된 위치 설정을 피하기 위해, 척 부재들 중 1개는 바람직하게는 X- 및 Y-방향의 양쪽 모두의 방향으로 위치를 설정하도록 되어 있으며, 한편 다른 척 부재는 Z-축의 주위에서의 각도 배향을 설정할 수 있고 어떠한 X-Y-위치 설정도 없는 상태에서 요소를 단지 클램핑할 수 있다.
클램핑 장치 조립체가 2개의 척 부재를 포함하는 하나의 실시예에 따르면, 제1 척 부재에는 어떠한 정렬 핀, 볼트 또는 캠도 제공되지 않는다는 점을 제외하면 전술된 바와 같이 구성될 수 있다. 바꿔 말하면, 클램핑 볼트는 제1 척 부재 내로 삽입될 때 중심 설정 디스크에 의해 X- 및 Y-방향으로 중심 설정된다. 제2 척 부재는 한편으로 클램핑될 요소의 클램핑 볼트를 클램핑하고 다른 한편으로 Z-축 주위에서의 클램핑될 요소의 각도 위치를 설정하도록 역할한다. 이를 위해, 클램핑 볼트(29)의 중심 설정 부분(30)은 단지 2개의 대향 측면 방향 표면을 따라 중심 설정 디스크(14) 내의 중심 설정 구멍(15)의 모서리(48)와 결합하며 그 결과 클램핑 볼트가 제1 척 부재로부터 제2 척 부재로 연장하는 직선을 따라 측면 방향으로 이동할 수 있도록 구성될 수 있다. 이것은 최악의 조건 하에서도 예컨대 클램 핑될 요소의 온도-관련 치수 변화의 경우에도 척 부재 조립체에 요소를 클램핑할 때 높은 위치 정확도를 보증한다. 척 부재에 대한 클램핑 볼트의 약간의 측면 방향 이동을 가능케 하기 위해, 예컨대, 제2 척 부재의 중심 설정 디스크 내의 구멍은 클램핑 볼트가 제1 척 부재의 중심으로부터 제2 척 부재의 중심까지 연장하는 직선을 따라 이동하면서 타원형 구멍의 2개의 직선형 측면 방향 모서리 상에 놓이는 방식으로 타원형일 수 있다.
2개의 클램핑 요소 즉 2개의 활주기(22, 23)가 지지 판 부재(17)의 홈(19) 내에 부동 상태로 수용되는 전술된 바와 같은 클램핑 기구(21)는 여러 개의 클램핑 볼트가 제공되는 요소를 클램핑하기 위해 특히 적절한데, 이것은 클램핑 기구(21)가 클램핑 작업 동안에 할당된 클램핑 볼트에 대해 스스로 정렬시키기 때문이다.
2개를 넘는 척 부재를 갖는 클램핑 기구가 실현될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 매우 큰 요소를 클램핑하기 위해, 예컨대 4개의 척 부재를 갖는 클램핑 장치가 제공될 수 있다. 이러한 경우에, 제1 척 부재가 X- 및 Y-방향으로 그 할당된 클램핑 볼트를 정렬시키도록 역할하며, 한편 제2 척 부재가 단지 1개의 방향으로 예컨대 X-방향으로 그 할당된 클램핑 볼트를 정렬시킨다. 남아 있는 2개의 척 부재는 마지막으로 할당된 클램핑 볼트를 단지 수용 및 고정하도록 역할한다. 후자의 경우에 즉 제3 및 제4 척 부재의 경우에, 가공되어 제거된 중심 설정 부분(30)을 갖는 클램핑 볼트가 사용될 수 있으며, 그 결과 이것은 중심 설정 디스크 내의 중심 구멍과 결합되지 않는다. 모든 4개의 척 부재가 그 할당된 클램핑 볼트를 수용 및 클램핑하도록 되어 있으며 그 결과 Z-방향으로의 클램핑될 요소의 정렬 을 가져온다는 것이 이해되어야 한다.
기하학적으로 중복된 위치 설정의 문제점이 각각 클램핑 볼트 및 클램핑될 요소의 높이에 대해 해결되면, 다수개의 척 부재 조립체의 각각의 척 부재가 또한 단순한 요소 즉 단지 1개의 클램핑 볼트를 갖는 클램핑될 요소를 클램핑하기 위해 사용될 수 있다.
단순한 나사가 전술된 클램핑 기구 대신에 사용될 수 있다는 것이 마지막으로 주목되어야 한다. 이러한 나사는 척 부재 내로 클램핑 볼트를 수용하고 그 내에 이것을 고정하기 위해 클램핑 볼트의 자유 단부 표면 내에 제공되고 Z-축의 방향으로 연장하는 나사형 보어 내로 삽입되어야 한다.
본 발명에 따르면, 클램핑될 요소에 이것을 힘들게 가공할 필요가 없이 척 부재에 대해 정확하게 위치시키기 위해 요구되는 중심 설정 수단이 신속하게 그리고 용이하게 제공될 수 있는 척 부재 및 클램핑될 요소를 갖는 클램핑 장치가 제공된다. 그에 의해, 이들 중심 설정 수단은 낮은 비용으로 제조되기 위해 간단한 설계로 되어 있으며, 그럼에도 불구하고, 요소는 매우 높은 절대 및 반복 정확도로써 척 부재에 클램핑될 수 있다.

Claims (22)

  1. 클램핑될 요소를 보유하도록 되어 있고 제1 중심 설정 수단이 제공되는 척 부재와,
    척 부재에 클램핑될 요소를 클램핑할 때 클램핑될 요소가 X- 및 Y-방향으로 정렬되도록 척 부재 상에 제공된 제1 중심 설정 수단과 협력하도록 된 제2 중심 설정 수단이 제공되는 클램핑될 요소를 포함하며,
    제1 중심 설정 수단은 척 부재에 부착되고 Z-축의 방향으로 탄성 복원 방식으로 변형 가능하도록 구성되는 중심 설정 디스크 부재를 포함하며, 중심 설정 디스크 부재는 중심 설정 구멍을 한정하며,
    제2 중심 설정 수단은 척 부재에 클램핑될 요소를 부착할 때 중심 설정 볼트가 중심 설정 디스크의 중심 설정 구멍 내로 삽입될 때 중심 설정 구멍의 모서리와 결합하도록 구성되는 중심 설정 부분을 갖는 클램핑 볼트 부재를 포함하며,
    척 부재는 그에 대해 클램핑될 요소를 고정하는 수단뿐만 아니라 또한 클램핑될 요소를 위한 Z-축 기준부를 한정하도록 된 적어도 1개의 정지 표면을 갖는 클램핑 장치.
  2. 제1항에 있어서, 중심 설정 구멍은 원형 구멍이며, 클램핑 볼트 부재의 중심 설정 부분은 중심 설정 디스크 부재 내의 원형 구멍의 모서리와 결합함으로써 X- 및 Y-방향으로 클램핑 볼트 부재를 정렬시키기 위해 적어도 부분적으로 절두형 원 뿔의 형상을 갖는 클램핑 장치.
  3. 제1항에 있어서, 척 부재에는 단부 판 부재가 제공되며, 그 1개의 표면은 클램핑될 요소를 위한 Z-축 기준 표면을 포함하며, 중심 설정 디스크 부재는 단부 판 부재의 1개의 표면에 대향하는 단부 판 부재의 표면에 인접하게 위치되며, 단부 판 부재는 척 부재에 클램핑될 요소를 부착할 때 그를 통해 클램핑 볼트 부재가 중심 설정 디스크 부재 내의 구멍 내로 연장하는 구멍을 한정하는 클램핑 장치.
  4. 제3항에 있어서, 척 부재는 그에 대해 단부 판 부재가 부착되는 척 본체 부재를 포함하며, 그에 의해 중심 설정 디스크 부재는 척 본체 부재와 단부 판 부재 사이에 위치되는 클램핑 장치.
  5. 제4항에 있어서, 중심 설정 디스크 부재는 지지 판 부재에 의해 척 본체 부재에 부착되는 클램핑 장치.
  6. 제5항에 있어서, 지지 판 부재에는 간극이 중심 설정 디스크의 중심 부분과 지지 판 부재 사이에 제공되도록 그에 대해 중심 설정 디스크가 연결되는 돌출 주연 림 부분이 제공되며, 그에 의해 지지 판 부재를 향한 중심 설정 디스크 부재의 탄성 복원 변형을 가능케 하는 클램핑 장치.
  7. 제5항에 있어서, 지지 판 부재에는 클램핑 기구를 부동 상태로 수용하도록 된 홈이 제공되는 클램핑 장치.
  8. 제7항에 있어서, 클램핑 기구는 Z-축에 직각인 방향으로 서로에 대해 이동 가능한 2개의 활주기 부재를 포함하며, 각각의 활주기 부재는 클램핑될 요소 상에 제공된 클램핑 볼트 부재를 수용 및 보유하기 위해 클램핑 볼트 부재와 결합하도록 된 적어도 1개의 핀 부재를 포함하는 클램핑 장치.
  9. 제3항에 있어서, 클램핑될 요소를 위한 Z-축 기준 표면을 포함하는 단부 판 부재의 1개의 표면에는 클램핑될 요소 상에 제공되는 추가의 중심 설정 요소를 수용하도록 되어 있고 Z-축의 주위에서의 그 각도 배향에 대해 클램핑될 요소를 정렬시키도록 되어 있는 홈 또는 구멍이 제공되는 클램핑 장치.
  10. 제1항에 있어서, 척 부재에는 클램핑될 요소가 척 부재에 클램핑될 때 클램핑될 요소 상에 제공되며 그에 의해 Z-축 주위에서의 그 각도 배향에 대해 클램핑될 요소를 정렬시키도록 되어 있는 리세스와 협력하는 적어도 1개의 편심으로 위치된 정렬 요소가 제공되는 클램핑 장치.
  11. 제1항에 있어서, 클램핑 기구는 Z-축에 직각인 방향으로 서로에 대해 이동 가능한 2개의 활주기 부재를 포함하며, 각각의 활주기 부재는 클램핑될 요소 상에 제공된 클램핑 볼트 부재를 수용 및 보유하기 위해 클램핑 볼트 부재와 결합하도록 된 적어도 1개의 핀 부재를 포함하는 클램핑 장치.
  12. 제1항에 있어서, 클램핑 볼트 부재는 클램핑될 요소에 교환 가능하게 연결되는 클램핑 장치.
  13. 제1항에 있어서, 클램핑 볼트 부재에는 클램핑될 요소 상에 제공되는 나사형 구멍 내로 나사 결합되도록 된 나사형 단부 부분이 제공되는 클램핑 장치.
  14. 제11항에 있어서, 클램핑 볼트 부재에는 클램핑될 요소에 부착될 때 클램핑될 요소의 표면 상에 놓이는 환형 정지 표면이 제공되는 클램핑 장치.
  15. 제12항에 있어서, 클램핑 볼트 부재에는 클램핑될 요소에 부착될 때 클램핑될 요소의 표면 상에 놓이는 환형 정지 표면이 제공되는 클램핑 장치.
  16. 제1항에 있어서, 클램핑될 요소와 대면하는 척 부재의 상부 표면에는 서로에 직각으로 연장하는 2개의 홈이 제공되는 클램핑 장치.
  17. 제3항에 있어서, 클램핑될 요소를 위한 Z-축 기준 표면을 포함하는 단부 판 부재의 1개의 표면에는 클램핑 본체 부재를 부착시키는 적어도 1개의 보어 그리고 정렬 요소를 부착시키는 적어도 1개의 추가의 구멍 또는 보어, 또는 척 부재 상에 제공되는 정렬 캠 부재를 수용하는 리세스가 제공되는 클램핑 장치.
  18. 제11항에 있어서, 클램핑될 요소를 위한 Z-축 기준 표면을 포함하는 단부 판 부재의 1개의 표면에는 클램핑 본체 부재를 부착시키는 적어도 1개의 보어 그리고 정렬 요소를 부착시키는 적어도 1개의 추가의 구멍 또는 보어, 또는 척 부재 상에 제공되는 정렬 캠 부재를 수용하는 리세스가 제공되는 클램핑 장치.
  19. 제3항에 있어서, 클램핑될 요소를 위한 Z-축 기준 표면을 포함하는 단부 판 부재의 1개의 표면에는 클램핑 본체 부재를 부착시키는 적어도 1개의 보어, 정렬 요소를 부착시키는 적어도 1개의 추가의 구멍 또는 보어 그리고 척 부재 상에 제공되는 정렬 캠 부재를 수용하는 리세스가 제공되는 클램핑 장치.
  20. 제11항에 있어서, 클램핑될 요소를 위한 Z-축 기준 표면을 포함하는 단부 판 부재의 1개의 표면에는 클램핑 본체 부재를 부착시키는 적어도 1개의 보어, 정렬 요소를 부착시키는 적어도 1개의 추가의 구멍 또는 보어 그리고 척 부재 상에 제공되는 정렬 캠 부재를 수용하는 리세스가 제공되는 클램핑 장치.
  21. 2개의 클램핑 볼트 부재가 제공되는 클램핑될 요소를 보유하도록 된 적어도 2개의 척 부재를 포함하며,
    적어도 2개의 척 부재의 각각의 척 부재는 그에 대해 부착되는 중심 설정 디스크 부재를 포함하며, 중심 설정 디스크 부재는 Z-축의 방향으로 탄성 복원 방식으로 변형 가능하고 중심 설정 구멍을 한정하며,
    클램핑 볼트 부재들 중 하나는 중심 설정 디스크 부재 내의 중심 설정 구멍과 결합할 때 X- 및 Y 방향으로 그 클램핑 볼트 부재를 정렬시키도록 된 중심 설정 부분을 가지며, 클램핑 볼트 부재들 중 다른 하나는 중심 설정 디스크 부재 내의 중심 설정 구멍과 결합할 때에만 X- 또는 Y-방향으로 그 클램핑 볼트 부재를 정렬시키도록 된 중심 설정 부분을 갖는 클램핑 장치.
  22. 2개의 클램핑 볼트 부재가 제공되는 클램핑될 요소를 보유하도록 되어 있으며, 각각의 클램핑 볼트 부재는 중심 설정 부분을 갖는, 적어도 2개의 척 부재를 포함하며,
    적어도 2개의 척 부재의 각각의 척 부재는 Z-축의 방향으로 탄성 복원 방식으로 변형 가능하고 중심 설정 구멍을 한정하는 그에 대해 부착되는 중심 설정 디스크 부재를 가지며,
    중심 설정 디스크 부재들 중 하나는 그와 협력하는 클램핑 볼트 부재들 중 하나와 결합할 때 X- 및 Y 방향으로 이 클램핑 볼트 부재를 정렬시키도록 된 중심 설정 구멍을 가지며, 중심 설정 디스크 부재들 중 다른 하나는 그와 협력하는 클램핑 볼트 부재들 중 다른 하나와 결합할 때에만 X- 또는 Y 방향으로 그 클램핑 볼트 부재를 정렬시키도록 된 중심 설정 구멍을 갖는 클램핑 장치.
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