KR20140033338A

KR20140033338A - 크랭크샤프트 기계가공용 기계가공 장치 및 이러한 기계가공 장치를 구비한 기계가공 시스템

Info

Publication number: KR20140033338A
Application number: KR1020137021780A
Authority: KR
Inventors: 모세 이스라엘 메이다; 볼프강 혼; 하이너 랑; 홀거 콜브; 폴 디이터 샤르프
Original assignee: 마그 이아스 게엠베하
Priority date: 2011-02-07
Filing date: 2012-01-20
Publication date: 2014-03-18
Also published as: EP2673113B1; WO2012107267A1; US20120198671A1; CN103347649A; CN103347649B; JP2014504961A; EP2673113A1; ES2563762T3; US8881352B2; DE102011003714B3; DE102011003714B8

Abstract

크랭크샤프트(2) 기계가공용 기계가공 장치(3)는, 둘레에 블레이드 인서트(31)들이 배열된 디스크 형상의 베이스 바디(29)를 포함하는 공구(13)를 갖는다. 공구(13)는 드라이브 유닛(12)에 의해 회전축(14)을 중심으로 하여 회전 구동될 수 있다. 극저온 냉각 매체(5)에 대한 제1 공급 라인(33)은 회전축(14)에 대해 동심으로 배치되며, 적어도 일부, 단열적으로 설계되어 있다. 또한, 공구(13)는 회전축(14)을 가로질러 블레이드 인서트(13)들로 이어지는, 극저온 냉각 매체(5)에 대한 복수의 제2 공급 라인(34)들을 갖고, 이들은 제각기 적어도 부분적으로 단열적으로 설계되어 있다. 분배기 유닛(46)은, 블레이드 인서트(31)들 중 적어도 하나로 극저온 냉각 매체(5)를 공급하기 위한 제2 공급 라인(34)들 중 적어도 하나에 제1 공급 라인(33)을 연결한다. 상기 기계가공 장치에 의해, 극저온 냉각 매체(5)가 기계가공하려는 크랭크샤프트(2)와 맞닿는 블레이드 인서트(31)들에 직접 안내될 수 있고, 이에 의해 크랭크샤프트(2)의 기계가공에 있어서 보다 높은 생산성 및 수익성이 얻어진다.

Description

크랭크샤프트 기계가공용 기계가공 장치 및 이러한 기계가공 장치를 구비한 기계가공 시스템{MACHINING DEVICE FOR MACHINING CRANKSHAFTS USING A CRYOGENIC COOLING MEDIUM}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 크랭크샤프트 기계가공용 기계가공 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 기계가공 장치를 구비한 기계가공 시스템에 관한 것이다. 이 기계가공 시스템은, 특히, 내연기관을 위한 크랭크샤프트를 기계가공하기 위한 기계 공구의 일부이다.

크랭크샤프트의 제조 시에 크랭크샤프트 블랭크들은 여러 단계를 거쳐 기계가공되어진다. 통상의 기계가공 방법들은 예를 들어 턴 브로칭(turn broaching), 턴-턴 브로칭 또는 외부 밀링이다. 크랭크샤프트들은 건식 기계가공된다.

본 발명의 목적은, 크랭크샤프트를 기계가공함에 있어서, 보다 높은 생산성과 보다 큰 수익성을 허용하는 기계가공 장치를 형성하는 것이다.

상기한 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 기계가공 장치에 의해 달성된다. 기계가공 장치의 내부에 있어서 공급 라인을 통해, 크랭크샤프트가 기계가공되는 동안에 당해 크랭크샤프트와 맞닿는 블레이드 인서트들 및 블레이드들로 극저온 냉각 매체가 제각기 직접 안내될 수 있다. 극저온 냉각 매체가 블레이드 인서트들 및 블레이드들로 제각기 직접 공급되고, 이들이 극저온 냉각 매체의 낮은 온도 덕분에 매우 효과적인 방식으로 냉각된다는 점 때문에, 크랭크샤프트 기계가공에 있어서 보다 높은 절삭 속도가 가능하다. 또한, 극저온 냉각 매체는 블레이드 인서트들의 서비스 수명에 대해서도 긍정적 효과를 지닌다. 블레이드 인서트들 및 블레이드들에 대해, 제각기, 극저온 냉각 매체를 직접 공급함으로써 생산성과 수익성이 증대될 수 있다.

공구의 회전 위치에 따라, 분배기 유닛에 의해, 제1 공급 라인은 제2 공급 라인들 중 적어도 하나에 연결되고, 각각의 블레이드 인서트 및 각각의 블레이드 인서트들이 제각기 기계가공하려는 크랭크샤프트와 맞닿는다. 이렇게 하면, 기계가공하려는 크랭크샤프트와 해당 순간에 맞닿지 않으며 그에 따라 냉각될 필요가 없는 지나간 블레이드 인서트들로 극저온 냉각 매체가 불필요하게 안내되는 것이 회피된다. 이것은 수익성을 향상시킨다. 또한, 단열적으로 설계된 공급 라인들은, 극저온 냉각 매체가 블레이드 인서트들로의 그 경로 상에서 원치않게 가열되는 것도 방지하고, 또한 공급 라인들을 둘러싸는 기계가공 장치의 구성요소들이 수용 불가능할 정도로 냉각되는 것도 방지하여 이들 구성요소들에서 열적 스트레스가 발생할 수 없다. 또한, 극저온 냉각 매체가 증발하므로, 기계가공된 크랭크샤프트와 기계가공 장치 그리고 전체 기계 공구가 각각 더럽혀지지 않는다.

공급 라인들 및 분배기 유닛은, 블레이드 인서트들에서 극저온 냉각 매체가 -60°C 미만, 특히 -120°C 미만, 특히 -150°C 미만, 그리고 특히 -180°C 미만의 온도를 갖도록 설계된다. 예를 들어, 액상 또는 기상 질소, 액상 또는 기상 산소, 기상 수소, 기상 헬륨, 액상 또는 기상 아르곤, 기상 이산화탄소 및 액상 또는 기상 천연 가스 등이 극저온 냉각 매체로서 이용될 수 있다. 공급 라인들을 통해 블레이드 인서트들로 질소가 이송되는 것이 바람직하다. 특히, 제1 공급 라인 및/또는 제2 공급 라인들 및/또는 분배기 유닛은, 0°C에서, 최대 0.40 W/(mK), 특히 최대 0.30 W/(mK), 그리고 특히 최대 0.20 W/(mK)의 열전도율을 갖는다.

청구항 2에 따른 기계가공 장치는 제1 공급 라인의 양호한 단열을 보장하여 극저온 냉각 매체의 원치않는 가열을 방지한다. 제1 공급 라인은 완전하게, 즉 그 전체 길이에 걸쳐 단열적으로 설계되는 것이 바람직하다. 상기 공급 라인은 내측 튜브, 및 이를 둘러싸는 외측 튜브를 구비하며, 이들은 단부에서 서로 연결된다. 상기 튜브들에 의해 구획된 단열된 공간은 소기되어 공급 라인은 극히 낮은 열전도율을 갖는다.

청구항 3에 따른 기계가공 장치는, 내측 튜브와 외측 튜브의 길이에 있어서의 상이한 변화의 균등화를 허용한다. 제1 공급 라인이 극저온 냉각 매체를 그를 통해 흐르게 하면, 내측 튜브는 상기 극저온 냉각 매체의 온도로 본질적으로 상정하는 반면에, 외측 튜브는 그들 양 튜브 사이에 배치된 단열 매체로 인하여 훨씬 덜 냉각된다. 이에 따라서, 내측 튜브는 외측 튜브보다 훨씬 큰 길이에 있어서의 변화를 겪게 된다. 제1 공급 라인에 대한 손상을 방지하기 위해서, 상기 튜브들 중 적어도 하나의 튜브는 그 길이에 있어서 가변적이다. 외측 튜브가 열적 길이 균등화를 위해 구불구불한 형상의 금속 벨로우즈를 갖는 것이 바람직하다.

청구항 4에 따른 기계가공 장치는, 공구 교환을 위해서나 제2 공급 라인들로의 극저온 냉각 매체의 타겟화된 분배를 위해서, 회전축의 방향으로의 제1 공급 라인의 포지셔닝(positioning)을 간단한 방식으로 허용한다. 공구를 교환하기 위해서, 제1 공급 라인이 선형적으로 이동되고 이에 의해서 분배기 유닛 및 제2 공급 라인(들)로부터 커플링이 해제된다. 그리고나서, 통상적인 방식으로 공구가 교환된다. 공구 교환 후에, 제1 공급 라인은 반대 방향으로 선형적으로 다시 변위되고 따라서 분배기 유닛 및 제2 공급 라인들에 다시 커플링된다. 시프팅 유닛은 공압 또는 유압으로 작동가능한 복동식 피스톤-실린더 유닛으로서 설계되는 것이 바람직하다. 예컨대, 이 피스톤-실린더 유닛의 피스톤은 제1 공급 라인에 연결된다. 또한, 제1 공급 라인은, 제2 공급 라인들로의 극저온 냉각 매체의 분배를 타겟화된 방식으로 제어하여 극저온 냉각 매체의 사출각을 조정하도록 선형으로 변위될 수 있다. 이렇게 하기 위해서, 제1 공급 라인은 제어된 방식으로 분배기 유닛에서 시프팅 유닛에 의해 선형으로 변위되고, 제1 공급 라인의 축방향 변위 위치에 따라, 제2 공급 라인들에 대한 극저온 냉각 매체의 분배가 변경된다. 이와 같이 하여, 크랭크샤프트 월의 기계가공에 대해서는 극저온 냉각 매체의 큰 사출각이 얻어질 수 있는 반면에, 원통형 베어링 표면의 기계가공에 대해서는 극저온 냉각 매체의 작은 사출각이 얻어질 수 있다. 제1 공급 라인의 타겟화된 포지셔닝은, 예컨대 설명된 피스톤-실린더 유닛을 이용하여 달성될 수도 있는데, 이 피스톤-실린더 유닛에서 피스톤은 단부 위치들로 접근할 뿐만 아니라 임의의 중간 위치에도 접근할 수 있다. 이를 위해서, 피스톤-실린더 유닛은 피스톤의 위치를 판정하는 거리 측정 시스템을 구비할 수 있다. 위치를 조정하기 위해서, 현재 위치의 함수로서의 원하는 위치에 도달할 때까지, 각각의 밸브 및 서보 밸브를 통해 압력 매체로 원하는 부분적 작업 공간이 각각 충진된다. 혹은, 시프팅 유닛으로서 전기적 드라이브가 사용될 수도 있다. 극저온 냉각 매체의 사출각의 위치를 변경하기 위해서, 제1 공급 라인은, 추가적으로, 회전축을 중심으로 하여 피봇 운동될 수 있다.

청구항 5에 따른 기계가공 장치는, 기계가공 중에 공구의 맞닿음 위치가 이동하는 경우, 기계가공 대상 크랭크샤프트와 맞닿는 블레이드 인서트들에 대한 극저온 냉각 매체의 타겟화된 공급을 허용한다. 이것은, 제각기, 예를 들어 핀 베어링 및 크랭크샤프트 월의 외부 밀링에 있어서이다. 드라이브 유닛은 예를 들어 NC 축으로서 구현된다. 크랭크샤프트의 기계가공에 있어서 블레이드 인서트들 및 공구의 맞닿음 포인트와 극저온 냉각 매체의 아웃렛 포인트의 위치 및 운동의 극히 정확한 대응이, 각각, 제어 유닛에 의해 실시되는 크랭크샤프트의 회전 운동과 전자 기어박스 함수를 통해 이루어질 수 있다. 따라서, 제1 공급 라인을 피봇 운동시킴으로써, 극저온 냉각 매체의 사출각의 위치를 변경할 수 있다. 극저온 냉각 매체가 기계가공이 일어나는 정확히 그 장소에 공급되기 때문에, 컷팅 속도를 증가시킬 수 있다.

청구항 6에 따른 기계가공 장치는, 분배기 유닛의 간소한 설계, 및 이에 따라 간소한 극저온 냉각 매체의 제1 공급 라인으로부터 제2 공급 라인들로의 분배를 보장한다.

청구항 7에 따른 기계가공 장치는, 분배기 유닛의 간소하고 컴팩트한 설계를 보장하고, 또한 이에 따른 극저온 냉각 매체의 제1 공급 라인으로부터 제2 공급 라인들로의 간소한 분배를 보장한다. 제1 공급 라인의 아웃렛 개구가 주변부에 배치되어 있으므로, 공구의 회전 위치에 의존하여, 그 각각의 제2 보어홀들이 상기 아웃렛 개구의 에리어에 배열되어 있는 제2 공급 라인들에만 제1 공급 라인이 커플링된다. 아웃렛 개구는, 기다란 구멍으로 설계되어, 서로 축방향 오프셋을 갖고서 배열된 제2 보어홀들이 아웃렛 개구의 에리어에 동시에 놓여 있을 수 있게 되고, 따라서 복수의 제2 공급 라인들에 극저온 냉각 매체가 동시에 공급될 수 있는 것이 바람직하다.

청구항 8에 따른 기계가공 장치는, 간단한 방식으로 극저온 냉각 매체의 사출각에 있어서의 변경을 허용한다. 아웃렛 개구의 폭이 길이에 걸쳐 변화한다는 점 때문에, 극저온 냉각 매체의 사출각은, 분배기 유닛에서 제1 공급 라인의 축방향 변위를 통해 변경될 수 있다. 극저온 냉각 매체가 폭이 큰 아웃렛 개구의 에리어로 진입하면, 수개의 제2 공급 라인들로 극저온 냉각 매체가 분배되고, 이에 의해 큰 사출각을 달성한다. 제1 공급 라인의 이 변위 위치는 크랭크샤프트 월의 기계가공에 적합하다. 그러나, 극저온 냉각 매체가 폭이 작은 아웃렛 개구의 에리어로 사출하면, 보다 적은 수의 제2 공급 라인들, 그리고 극단적인 경우에는 단 하나의 제2 공급 라인만이 각각 제어되고, 따라서 극저온 냉각 매체는 훨씬 작은 사출각으로 사출한다. 제1 공급 라인의 이 변위 위치는 원통형 베어링 표면의 기계가공에 적합하다. 제1 공급 라인의 축방향 변위 위치는 바람직하게는 제어 유닛을 통해 크랭크샤프트의 회전과 결부되고, 따라서 극저온 냉각 매체에 대한 개별적인 적합한 사출각이, 원통형 베어링 표면의 기계가공에 대해서, 그리고 크랭크샤프트 벽의 기계가공에 대해서 자동적으로 설정된다. 아웃렛 개구의 폭은, 예를 들어 단계적으로 또는 연속적으로 변화할 수 있다. 제각기, 단계식 변화에 있어서는 구분되는 사출각이 설정되는 반면에, 연속적 변화에 있어서는 사출각이 연속적으로 또한 변화하며 보다 미세한 증분으로 조정가능하다.

청구항 9에 따른 기계가공 장치는, 공구 교환 후, 제1 보어홀 내로의 제1 공급 라인의 간소한 삽입을 허용한다.

청구항 10에 따른 기계가공 장치는, 블레이드 인서트들로의 극저온 냉각 매체의 손실 없는 공급을 보장한다. 시일은, 특히, 극저온 냉각 매체에 대해 높은 저항성을 갖는다. 시일은, 제각기, 높은 내화학성 및 양호한 단열 특성을 구비한 플라스틱 재료 및 고무 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 시일은 PTFE (polytetrafluoroethylene)로 이루어지는 것이 바람직하다.

청구항 11에 따른 기계가공 장치는, 분배기 유닛 및 공구 각각의 컴팩트하고 강건한 설계를 보장한다. 분배기 유닛이, 금속보다 상당히 덜한 기계적 스트레스를 받을 수 있는 단열 재료로 구성되므로, 금속성 볼트는 기계적 스트레스가 분배기 유닛의 파괴로 이어지지 않음을 보장한다.

청구항 12에 따른 기계가공 장치는, 블레이드 인서트들로 가는 도중의 극저온 냉각 매체의 원치 않는 가열을 방지한다. 플라스틱 재료는, 0°C에서, 최대 0.40 W/(mK), 특히 최대 0.30 W/(mK), 그리고 특히 최대 0.20 W/(mK)의 열전도율을 갖는 것이 바람직하다. 분배기 유닛은 PTFE로 이루어지는 것이 바람직하다.

청구항 13에 따른 기계가공 장치는, 제2 공급 라인들의 양호한 단열을 보장하여 극저온 냉각 매체의 원치않는 가열을 방지한다. 제2 공급 라인들은 완전하게, 즉 전체 길이에 걸쳐 단열성을 갖도록 설계되는 것이 바람직하다. 제2 공급 라인들 각각은 내측 튜브와 이를 둘러싸는 외측 튜브를 갖고, 이들은 단부들에서 함께 접합된다. 튜브들에 의해 구획된 단열 공간은 소기되어 제2 공급 라인들은 극히 낮은 열전도율을 갖는다.

청구항 14에 따른 기계가공 장치는, 내측 튜브와 외측 튜브의 길이에 있어서의 상이한 변화의 균등화를 허용한다. 제2 공급 라인이 극저온 냉각 매체를 그를 통해 흐르게 하면, 내측 튜브는 그 온도로 본질적으로 상정하는 반면에, 외측 튜브는 그들 양 튜브 사이에 제공된 단열 매체 때문에 훨씬 덜한 정도로 냉각된다. 이에 따라서, 내측 튜브는 외측 튜브보다 그 길이가 상당히 변화한다. 제2 공급 라인에 대한 손상을 방지하기 위해서, 각각의 경우에 상기 튜브들 중 적어도 하나의 튜브는 그 길이에 있어서 가변적이다. 외측 튜브는 열적 길이 균등화를 위해 구불구불한 형상의 금속 벨로우즈를 갖는 것이 바람직하다.

청구항 15에 따른 기계가공 장치는, 기계가공하려는 크랭크샤프트와 맞닿는 복수의 블레이드 인서트들에 대한 극저온 냉각 매체의 타겟화된 분배를 보장한다.

또한, 본 발명은, 크랭크샤프트를 기계가공함에 있어서 보다 큰 생산성 및 수익성을 갖는 기계가공 시스템을 형성하려는 목적에 기반하고 있다.

상기 목적은 청구항 16의 특징을 갖는 기계가공 시스템에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 기계가공 시스템의 이점은, 이미 설명한 본 발명에 따른 기계가공 장치의 이점에 상당한다. 극저온 냉각 매체는, 단열된 공급 라인을 통해 단열된 저장 장치로부터 기계가공 장치로 공급된다. 저장된 극저온 냉각 매체의 온도를 일정하게 유지하기 위해, 냉각 유닛이 구비된다. 또한, 상기 기계가공 시스템은 저장 장치로부터 기계가공 장치로 극저온 냉각 매체를 이송하기 위한 이송 펌프를 구비한다. 공구 교환을 위해, 기계가공 시스템은 밸브와 컷-오프 밸브를 더 구비하고, 제각기 이들은 공구 교환 전에 기계가공 장치로의 극저온 냉각 매체의 공급을 중단시킨다. 냉각 유닛 및/또는 이송 펌프 및/또는 밸브는, 제어 유닛에 의해 제어가능하다. 상기 기계가공 시스템은 다르게는 크랭크샤프트를 기계가공하기 위한 종래의 기계 공구의 일부이다.

청구항 17에 따른 기계가공 시스템은 유량을 조정함으로써 냉각 효과의 조정을 허용한다. 이렇게 하기 위해, 밸브는 예를 들어 서보 밸브로서 설계된다. 제1 공급 라인의 아웃렛 개구의 폭, 그리고 따라서 사출각은, 최대 컷팅 아크 길이에 따라 치수결정된다. 보다 작은 컷팅 아크 길이를 기계가공 할 때에는, 밸브를 통한 극저온 냉각 매체의 유량이 그에 따라 감소된다. 따라서, 냉각 효과를 용이하고 저렴하게 조정할 수 있다.

본 발명에 따르면, 크랭크샤프트를 기계가공함에 있어서, 보다 높은 생산성과 보다 큰 수익성을 허용하는 기계가공 장치 및 기계가공 시스템이 제공된다.

복수의 예시적인 실시형태에 대한 다음의 설명으로부터 본 발명의 추가적인 특징, 이점 및 상세를 알 수 있다.
도 1은, 예시적인 제1 실시형태에 따른 크랭크샤프트 기계가공용 기계가공 시스템의 개략적인 다어어그램을 도시한다.
도 2는, 도 1의 기계가공 시스템의 기계가공 장치를 거쳐 극저온 냉각 매체를 공급하기 위한 동작 위치에 있어서의 축방향 섹션을 도시한다.
도 3은, 극저온 냉각 매체를 위한 제1 공급 라인의 변위를 위한 시프팅 유닛의 에리어에 있어서의, 도 2의 기계가공 장치의 확대도를 도시한다.
도 4는, 제1 공급 라인으로부터 복수의 제2 공급 라인으로 극저온 냉각 매체를 분배하기 위한 분배기 유닛의 에리어에 있어서의, 도 2의 기계가공 장치의 확대도를 도시한다.
도 5는, 도 2의 기계가공 장치의 공구의 개략적인 전면도이다.
도 6은, 블레이드 인서트들의 에리어에 있어서의 도 5의 공구의 확대도이다.
도 7은, 공구 교환 위치에 있어서의 기계가공 장치를 통한 축방향 섹션을 도시하는 도면이다.
도 8은, 도 7의 분배기 유닛의 확대도이다.
도 9는, 제1 공급 라인을 피봇 운동시키기 위한 드라이브 유닛을 구비한 예시적인 제2 실시형태에 따른 기계가공 장치를 통한 축방향 섹션을 도시하는 도면이다.
도 10은, 분배기 유닛의 에리어에 있어서의, 예시적인 제3 실시형태에 따른 제1 동작 위치에 있는 기계가공 장치를 통한 축방향 섹션을 도시하는 도면이다.
도 11은, XI-XI 평면을 따른 도 10의 기계가공 장치를 통한 축방향 섹션을 도시하는 도면이다.
도 12는, 분배기 유닛의 에리어에 있어서의, 제2 동작 위치에 있는 기계가공 장치를 통한 축방향 섹션을 도시하는 도면이다.
도 13은, XIII-XIII 평면을 따른 도 12의 기계가공 장치를 통한 축방향 섹션을 도시하는 도면이다.

이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 예시적인 제1 실시형태에 대해 설명한다. 보다 상세하게 도시하지는 않는 기계 공구는, 기계가공 장치(3), 극저온 냉각 매체(5)를 공급하기 위한 단열된 저장 장치(4), 냉각 매체(5)를 냉각시키기 위한 냉각 유닛(6), 이송 펌프(7), 개별적인 컷-오프 밸브와 서보 밸브(9)를 각각 구비한 공급 라인(8), 및 제어 장치(10)를 포함하는 크랭크샤프트(2) 기계가공용 기계가공 시스템(1)을 구비한다. 공급 라인(8)은, 저장 장치(4) 및 기계가공 장치(3)에 연결되어 있으며, 또한 단열되어 있다. 기계가공 장치(3), 냉각 유닛(6), 이송 펌프(7) 및 컷-오프 밸브(9)는 제어 장치(10)에 의해 제어될 수 있다. 기계가공 시스템(1) 상의 기계 공구의 설계는 통상적이며 알려져 있다.

기계가공 장치(3)는, 공구(13)를 회전축(14)을 중심으로 하여 회전 구동하기 위한 제1 드라이브 유닛(12)이 배치되는 하우징(11)을 갖는다. 드라이브 유닛(12)은, 외부에서 하우징(11)에 부착되고 이가 형성된 벨트(16)를 거쳐 웜 샤프트(18)가 배치된 기어휠(17)을 회전 구동하는 전기 드라이브 모터(15)를 포함한다. 웜 샤프트(18)는, 회전 슬리브(20)에 부착된 회전축(14)에 동심으로 배치된 웜 휠(19)에 커플링된다. 회전 슬리브(20)는 하우징(11)에서 베어링(21)에 의해 지지되고, 따라서 회전축(14)을 중심으로 회전가능하다. 2개의 슬리브 파트(22, 23), 복수의 스프링 엘리먼트(24) 및 제1 피스톤-실린더 유닛(25)이 회전 슬리브(20)에 배열된다. 스프링 엘리먼트(24)들은 판 스프링들로 설계된다. 제1 슬리브 파트(22)는 공구(13)와 면하는 회전 슬리브(20)의 일단부에 부착된다. 제2 슬리브 파트(23)는 제1 슬리브 파트(22)와 접촉하며, 대략 반대쪽 단부까지 회전 슬리브(20)의 내부에서 연장한다. 다시 피스톤 실린더 유닛(25)은 제2 슬리브 파트(23)와 접촉하며 회전 슬리브(20)에 부착된다. 스프링 엘리먼트(24)들은 제2 슬리브 파트(23)의 내부에 배열되며 일단부에서 슬리브 파트(22)와 접촉하고 타단부에서 피스톤-실린더 유닛(25)과 접촉한다. 피스톤-실린더 유닛(25)은 더 상세하게는 도시하지 않는 이송 펌프에 의해 일상적인 방식으로 유압 구동된다.

제1 슬리브 파트(22)의 내부에는 공구(13)를 클램핑하는 콜렉트 척(26)이 배치된다. 콜렉트 척(26)은 제1 슬리브 파트(22)에서 축방향으로 변위가능하게 장착된 작동 슬리브(27)에 의해 작동될 수 있다. 작동 슬리브(27)는 스프링 엘리먼트(24)들을 거쳐 피스톤-실린더 유닛(25)에 이르기까지 회전축(14)에 동심적으로 연장하는 작동 로드(28)에 부착되고, 또한 피스톤-실린더 유닛에 작동 로드도 부착된다. 콜렉트 척(26)은 스프링 엘리먼트(24)들에 의해 일반적인 방식으로 텐션 하에 놓여 있으며, 피스톤-실린더 유닛(25)에 의해, 그리고 작동 로드(28)의 축방향 변위에 의해 스프링 엘리먼트(24)들의 프리스트레싱력에 대해 해방될 수 있다.

공구(13)는 크랭크샤프트(2)의 핀 베어링과 센터 베어링을 기계가공하는 역할을 한다. 공구(13)는, 블레이드 인서트(31)들이 내부에 배열된 카세트(30)들이 동일한 각도 거리로 원주 방향으로 부착된 디스크 형상의 베이스 바디(29)를 갖는다. 공구(13)를 클램핑하기 위해서, 회전축(14)과 동심적으로 베이스 바디(29)에 볼트(32)가 배치된다. 볼트(32)는 금속성 재료로 이루어지며, 콜렉트 척(26)에 의해 클램핑될 수 있으며 따라서 회전 슬리브(20)에 대해 고정될 수 있도록 단부에서 성형된다.

공급 라인(8)으로부터 블레이드 인서트(31)들로 극저온 냉각 매체(5)를 공급하기 위해, 기계가공 장치(3)는, 단열적으로 설계된 제1 공급 라인(33) 및 복수의 제2 공급 라인(34)을 갖는다. 제1 공급 라인(33)은 회전축(14)과 동심으로 배치되어 있으며, 시프팅 유닛(35)에 의해 회전축(14)에 대해 평행으로 변위될 수 있다. 이렇게 하기 위해, 시프팅 유닛(35)은, 실린더(36)와 이 내부에서 안내되는 피스톤(37)을 구비한 복동식 피스톤-실린더 유닛으로서 설계된다. 제1 공급 라인(33)은 또한 베이어넷(bayonet)으로도 불린다.

피스톤-실린더 유닛(35)은 하우징(11)에 부착된 커넥팅 하우징(38)에 배치된다. 공급 라인(8)은 커넥팅 하우징(38)에서 안내되며 커넥팅 유닛(39)에 의해 제1 공급 라인(33)에 연결된다. 제1 공급 라인(33)의 변위를 위해, 제1 공급 라인은 피스톤(37)을 통해 안내되고 또한 피스톤에 연결된다. 피스톤(37)은 피스톤-실린더 유닛(35)의 작업 공간을 2개의 부분적 작업 공간(40, 41)으로 분할하며, 이들 작업 공간 각각은 유체 매체를 공급하기 위한 커넥션(42, 43)에 연결된다. 이와 같이 하여, 부분적 작업 공간(40, 41) 양자 모두는 유체 매체로 충진될 수 있고, 따라서 피스톤(37)이 양 방향으로 축방향 변위가능하다. 또한, 피스톤-실린더(35)의 위치를 검출가능하게 하는 2개의 인덕션 스위치(44, 45)가 커넥팅 하우징(38)에 배치된다. 피스톤-실린더 유닛(35)은, 예컨대 공압 또는 유압에 의해 구동가능하다.

제1 공급 라인(33)은, 커넥팅 유닛(39)으로부터 시작하여, 피스톤(37), 오퍼레이팅 로드(28), 오퍼레이팅 슬리브(27) 및 볼트(32)를 통해 분배기 유닛(46)까지 회전축(14)과 동심적으로 안내된다. 제1 공급 라인(33)에서의 극저온 냉각 매체(5)의 원치않는 가열을 회피하기 위해서, 제1 공급 라인은 진공 단열되도록 설계된다. 이를 위해서, 제1 공급 라인(33)은 내측 튜브(47)와, 이 내측 튜브를 둘러싸는 외측 튜브(48)를 가지며, 이들은 그 단부들에서 서로 연결되어 그들 사이에 단열 공간(49)을 형성한다. 단열 공간(49)은 소기되어 제1 공급 라인(33)은 극히 낮은 열전도율을 갖는다. 구불구불한 형태로 설계된 금속 벨로우즈(50)가 외측 튜브(48)와 일체로 되어 외측 튜브(48)는 그 길이가 가변적이다. 금속 벨로우즈(50)는, 극저온 냉각 매체(5)로 인한, 튜브(47, 48)의 길이에 있어서의 상이한 변화를 균등화하는 기능을 한다.

분배기 유닛(46)은 베이스 바디(29)에 회전축(14)과 동심적으로 배치되고, 2개의 분배기 파트(51, 52)를 포함한다. 제1 분배기 파트(51)는 볼트(32)에서의 관통 보어(54) 내로 제1 섹션(53)이 연장하는 3-스테이지 실린더로서 설계된다. 제1 섹션(53)에 연결된 제2 섹션(55)은 측부에서 볼트(32)와 접촉한다. 제2 섹션(55)은 제2 분배기 파트(52)에 의해 둘러싸이는데, 이 제2 분배기 파트는 링 형상으로 설계되고 또한 볼트(32)와 접촉하며 제2 섹션(55)에 연결된 제3 섹션(56)에 의해 축방향으로 고정된다. 제1 보어(57)가 제1 분배기 파트(51)에 형성되며, 제1 및 제2 섹션(53, 55) 내로 블라인드 홀과 같이 연장한다. 제1 보어홀(57)은 개방 단부에서 깔때기 형태로 설계되어 제1 공급 라인(33)의 삽입을 용이하게 한다. 상기 깔때기 형상의 섹션 후에, 제1 섹션(53)과 삽입된 제1 공급 라인(33) 사이의 공간을 밀봉하는 역할을 하는 링 형상의 시일(58)이 보어홀(57) 내로 연장한다. 분배기 유닛(46)은 로터리 분배기라고도 불린다.

분배기 유닛(46)은, 제2 공급 라인(34)들을 도입하는 역할을 하는 복수의 제2 보어홀(59)을 더 갖는다. 제2 보어홀(59)들은 회전축(14)에 대해 각각 이를 가로질러서 방사상으로 연장하고, 제1 보어홀 섹션(60)이 분배기 파트(51)의 제2 섹션(55)에 형성되고, 제2 보어홀 섹션(61)이 분배기 파트(52)에 형성된다. 제2 보어홀(29)들은 분배기 파트(52)의 외주면으로부터 시작하여 제1 보어(57)에 이르기까지 연장하고, 방사상 및 축방향 오프셋을 가지고 제1 보어 내로 개방된다. 극저온 냉각 매체(5)를 축방향 오프셋을 갖고 배열된 복수의 보어홀(59)들, 그리고 연결된 제2 공급 라인(34)들로 공급하기 위해서, 제1 공급 라인(33)은 공구(13)와 면하는 그 단부에 주위 방향으로 아웃렛 개구(62)를 갖는데, 이 아웃렛 개구는 기다란 구멍 형태로 설계되어 있다. 아웃렛 개구(62)는 공구(13)의 크랭크샤프트(2)와 맞닿는 지점을 향해 인도된다.

제2 공급 라인(34)들은 제2 보어홀 섹션(61) 내로 삽입된다. 제2 보어홀 섹션(61)들은 스테이지 식으로 설계되어 각각의 제2 공급 라인(34) 및 각각의 환형 시일(63)에 대한 스탑(stop)을 형성한다. 시일(63)들은 상응하는 고정 엘리먼트(64)에 의해 고정된다. 시일(63)들은 제2 보어홀 섹션(61)들과, 이들 내로 삽입된 공급 라인(34)들 사이의 공간을 밀봉하는 기능을 한다. 따라서, 분배기 유닛(46)은, 공구(13)의 회전 위치의 함수로서, 제1 공급 라인(33)을 제2 공급 라인들(34) 중 적어도 하나와 커플링한다. 분배기 유닛(46), 즉, 분배기 파트(51, 52)들은 단열성을 갖는 플라스틱 재료로 이루어진다. 플라스틱 재료는 예를 들어 PTFE일 수 있다. 시일(58, 63)들은 내화학성 및 단열성을 갖는 재료로 이루어진다. 예컨대, PTFE가 그러한 재료로서 사용될 수 있다.

제2 공급 라인(34)들은 회전축(14)에 대해 각각 이를 가로질러서 방사상으로 블레이드 인서트(31)들까지 연장하고, 따라서 제1 공급 라인(33)으로부터 분배기 유닛(46)을 거쳐 제각기 크랭크샤프트(2)와 맞닿는 블레이트 인서트(31)들까지의 극저온 냉각 매체(5)의 이송을 가능하게 한다. 제2 공급 라인(34)들 각각은 제1 라인 섹션(65)과 이에 연결되는 복수의 제2 라인 섹션(66)을 갖는다. 제1 라인 섹션(65)들은 회전축(14)에 대해 각각 이를 가로질러서 방사상으로 등거리 각도 간격으로 각각의 제2 보어홀(59)로부터 4개의 대응하는 블레이드 인서트(31)들의 중앙 전방까지 연장한다. 4개의 제2 라인 섹션(66)들은 제1 라인 섹션(65)의 단부로부터 각각의 제1 라인 섹션(65)에 속하는 블레이드 인서트(31)들까지 연장한다.

제2 공급 라인(34)들의 제1 라인 섹션(65)들은 진공 단열이 되도록 설계된다. 제1 공급 라인(33)의 경우에서와 같이, 제2 공급 라인(34)들 각각은 내측 튜브(67)와, 이를 둘러싸는 외측 튜브(68)를 가지며, 이들은 그 단부들에서 서로 연결되어 그들 사이에 단열 공간(69)을 구획한다. 이 단열 공간(69)은 소기되고, 이에 의해 제1 라인 섹션(65)에서 제2 공급 라인(34)들은 극히 낮은 열전도율을 갖는다. 구불구불한 형상의 금속 벨로우즈(70)가 각각의 외측 튜브(68) 내에서 일체로 되어 내측 튜브(67)와 외측 튜브(68) 사이의 길이를 균등화한다. 이에 의해, 각각의 외측 튜브(68)는 그 길이에 있어서 가변적이다.

제2 라인 섹션(66)들은 단열성을 갖도록 설계되지 않는다. 혹은, 제2 라인 섹션(66)들은 단열적으로 설계되고 특히 진공 단열이 될 수도 있다. 예를 들어, 제2 라인 섹션(66)들은, 상응하는 보어홀들 내로 삽입되는 단열성을 갖는 재료로 구성되는 튜브에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, PTFE가 상기 단열성을 갖는 재료로서 이용될 수 있다. 이 단열은 제2 라인 섹션(66)의 진공 단열적 설계에 의해 더욱 향상된다. 진공 단열적 설계의 상세와 관련하여 제1 라인 섹션(65)을 참조한다.

다음에는, 크랭크샤프트(2)의 기계가공을 설명한다. 제1 공급 라인(33)은, 아웃렛 개구(62)가 제2 섹션(55), 즉 제2 보어홀(59)들이 제1 보어홀(57) 내로 개방하는 위치에 와 있도록, 피스톤-실린더 유닛(35)에 의해 기계가공을 위한 제1 보어홀(57) 내로 삽입된다. 도 4에, 분배기 유닛(46)에 삽입된 제1 공급 라인(33)이 도시되어 있다. 다음으로, 드라이브 유닛(12)에 의해 회전축(14)을 중심으로 하여 공구(13)가 회전 구동되고, 극저온 냉각 매체(5)가 공급된다. 극저온 냉각 매체(5)는, 저장 장치(4)에서 그 증발 온도 미만의 온도로 공급되며 냉각 유닛(6)에 의해 원하는 온도로 유지되는, 예를 들어 액체 질소일 수 있다. 극저온 냉각 매체(5)를 공급하도록 컷-오프 밸브(9)가 개방되고, 따라서 이송 펌프(7)가 저장 장치(4)로부터 공급 라인(8)을 거쳐서 기계가공 장치(3)로 극저온 냉각 매체(5)를 이송할 수 있다.

공구(13)의 회전 구동시에, 피스톤-실린더 유닛(35)과 제1 공급 라인(33)은 회전축(14) 둘레를 중심으로 정지 상태인 반면에, 회전 슬리브(20), 슬리브 파트(22, 23), 스프링 엘리먼트(24)들, 피스톤 실린더 유닛(25), 동작 슬리브(27), 동작 로드(28) 및 콜렉트 척(26)은 공구(13)를 그 안에 클램핑 한 상태로 회전축(14)을 중심으로 하여 회전한다. 극저온 냉각 매체(5)는 제1 공급 라인(33)을 거쳐 분배기 유닛(46)으로 유동하고, 여기서, 공구(13)의 회전 위치에 따라, 그 각각의 제2 보어홀(59)들이 제1 공급 라인(33)의 아웃렛 개구(62)의 에리어에 위치되는 제2 공급 라인(34)들로 분배된다. 따라서, 극저온 냉각 매체(5)는 제2 공급 라인(34)들을 거쳐 그때 크랭크샤프트(2)와 맞닿는 블레이드 인서트(31)들로 유동하여, 그 각각의 블레이드들을 극히 효과적으로 냉각시킨다. 극저온 냉각 매체(5)는 개별 채널을 거쳐 블레이드 인서트(31)들 및 블레이드 인서트들로 카세트(30)에서 안내된다. 공급 라인(33, 34)들이 진공 단열적으로 설계되었으며 또한 분배기 유닛(46) 또한 단열성을 갖는 플라스틱 재료로 이루어졌으므로, 극저온 냉각 매체(5)는 기계가공 장치(3)를 통해 유동할 때 현저한 가열을 겪지 않는다. 극저온 냉각 매체(5)는 -180°C 미만의 온도로 블레이드 인서트(31)들에서 사출된다. 사출 후에, 극저온 냉각 매체(5)는 증발하고, 따라서 크랭크샤프트(2)의 기계가공은 건식 조건 하에서 일어나서 크랭크샤프트(2) 및 전체 기계 공구는 오염되지 않는다.

공구 교환을 위해서는, 공구(13)의 회전이 정지되고, 이송 펌프(7)를 차단하고 컷-오프 밸브(9)를 오프로 함으로써 극저온 냉각 매체(5)의 공급이 중단된다. 다음으로, 피스톤-실린더 유닛(35)에 의해 커넥팅 유닛(39) 및 이에 연결된 공급 라인(8)과 더불어서 제1 공급 라인(33)이 변위되어, 제1 공급 라인(33)이 제1 보어홀(57)로부터 제거된다. 피스톤-실린더 유닛(25), 동작 로드(28) 및 동작 슬리브(27)에 의해 통상의 방식으로 이루어지는 콜렉트 척(26)의 해제 후, 공구(13)는 새로운 공구(13)에 의해 교체될 수 있다. 스프링 엘리먼트(24)들의 힘으로 인해 새로운 공구(13)가 콜렉트 척(26)에 의해 클램핑된 후, 제1 공급 라인(33)은 다시 변위된다. 제1 공급 라인(33)은 피스톤 실린더 유닛(35)에 의해 제1 보어홀(57) 내로 다시 삽입되고, 따라서 보어홀(57)의 깔때기 형상의 단부 섹션을 통한 삽입이 촉진된다. 다음으로, 공구(13)는 다시 회전 구동될 수 있고, 극저온 냉각 매체(5)는 다시 공급될 수 있다.

이하에서는, 도 9를 참조하여, 본 발명의 예시적인 제2 실시형태를 설명한다. 또한, 제2 드라이브 유닛(71)이 커넥팅 하우징(38)에 배치되고, 이 제2 드라이브 유닛(71)에 의해 제1 공급 라인(33)은 회전축(14)을 중심으로 하여 피봇 운동될 수 있다. 이렇게 하기 위해서, 제1 공급 라인(33)은, 전기 구동 모터(74)에 의해 제2 기어휠(73)을 거쳐 회전 구동가능한 제1 기어휠(72)에 연결된다. 공구(13)의 회전 위치가 제1 공급 라인(33)의 피봇 위치와 조화 및 동기화되도록, 구동 모터(5 및 74)들은 제어 장치(10)에 의해 각각 제어될 수 있다. 도 9에서, 커넥팅 하우징(38) 및 그 내부에 배치된 피스톤-실린더 유닛(35)은 회전축(14)을 중심으로 하여 정지 상태에 있다. 혹은, 커넥팅 하우징(38) 및 피스톤 실린더 유닛(35)은 회전축(14)을 중심으로 하여 제1 공급 라인(33)과 함께 피봇 운동될 수 있다. 제1 공급 라인(33)의 주기적인 피봇 운동으로 인하여, 블레이드 인서트(31)들 상의 극저온 냉각 매체(5)의 아웃렛 위치는, 크랭크샤프트(2)의 기계가공 중에 이동하는 맞닿음 지점에 따라서 전후로 이동한다. 이것은, 예를 들어, 크랭크샤프트(2)의 핀 베어링의 기계가공에 있어서 유리하다. 드라이브 유닛(72)이 NC 축으로서 구현되므로, 공구(13) 및 크랭크샤프트(2)의 회전 운동과 전자 기어박스 함수 때문에 극저온 냉각 매체(5)의 아웃렛 포인트의 위치 및 운동의 블레이드 인서트(31)들 및 컷팅 인서트들의 맞닿음 포인트와의 극히 정확한 대응이 이루어질 수 있다. 기계가공 시스템(1)의 다른 작용 및 나머지 설계와 관련해서는 예시적인 제1 실시형태를 참조한다.

극저온 냉각 매체(5)가 공구(13)의 맞닿음 지점에 직접적으로 안내되기 때문에, 진보성을 갖는 기계가공 시스템(1) 및 진보성을 갖는 기계가공 장치(3) 각각에 의해, 크랭크샤프트(2)의 기계가공에 있어서의 컷팅 파라미터들을 증가시킬 수 있다. 이와 같은 방식으로, 크랭크샤프트(2)의 기계가공시의 생산성 및 수익성에 있어서의 향상이 얻어진다.

이하, 도 10 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 예시적인 제3 실시형태를 설명한다. 기계가공 장치(3)에 의하면, 극저온 냉각 매체(5)의 사출각은 분배기 유닛(46)에 있어서의 제1 공급 라인(33)의 축방향 변위 위치의 함수로서 가변적이다. 이것은 크랭크샤프트 월의 측방향 밀링에서 특히 유리한다. 크랭크샤프트 월의 측방향 밀링에 있어서, 컷팅 아크 길이는 크랭크샤프트 회전 내에서 상당히 변동한다. 컷팅 아크 길이는 전형적으로는 0 내지 180 ㎜의 값으로 상정한다. 따라서, 컷팅 아크는 그 길이 및 그 위치에 관해 상당히 변한다. 컷팅 속도와 서비스 수명 문제에 관한 제한을 회피하기 위해, 맞닿는 블레이드들은 전체 맞닿음 시간 동안에 유리하게는 냉각되어야 한다. 이렇게 하기 위해서, 냉각되는 블레이드들의 각 위치 및 냉각되는 블레이드들에 의해 커버되는 아크 길이, 그리고 극저온 냉각 매체(5)의 사출각이, 각각, 진보성을 갖는 기계가공 시스템(1) 및 진보성을 갖는 기계가공 장치(3) 각각에 의해 컷팅 아크의 길이 및/또는 위치에 따라 제어될 수 있어야 한다.

극저온 냉각 매체(5)의 사출각을 변경하기 위해서, 제1 공급 라인(33)의 아웃렛 개구(62)는, 그 폭이 길이에 따라 변화하는 기다란 구멍으로서 설계된다. 아웃렛 개구(62)는, 회전축(14)을 따라서 각각의 길이 L₁을 갖고 또한 회전축(14)을 가로질러 각각의 폭 B₁을 갖는 제1 개구 섹션(75)을 갖는다. 제1 개구 섹션(75)은, 각각의 길이 L₂ 및 각각의 폭 B₂를 갖는 제2 개구 섹션(76)으로 발전한다. 길이 L₂는 길이 L₁과 대략 대등한 반면, 폭 B₂는 폭 B₁보다 크다. 제1 공급 라인(33)은 시프팅 유닛(35)에 의해 축방향으로 한정적으로 변위가능하며, 따라서 - 제1 공급 라인(33)의 축방향 변위 위치에 따라 - 제1 개구 섹션(75) 또는 제2 개구 섹션(76) 중 어느 하나가 제2 보어(59)의 에리어 내에 위치된다.

도 10 및 도 11은, 제2 보어홀(59)들의 에리어 내에 제1 개구 섹션(75)이 위치되는 제1 변위 위치에 제1 공급 라인(33)이 있는, 기계가공 장치(3)의 제 1 동작 위치를 보여준다. 제1 개구 섹션(75)의 폭(B₁)이 작기 때문에, 제1 개구 섹션(75)의 에리어 내에는 몇 개의 제2 보어홀(59)들만이 있고, 따라서 공급된 극저온 냉각 매체(5)는 이에 따라 몇 개의 제2 공급 라인(34)들로만 분배된다. 제1 공급 라인(33)의 이 변위 위치에서는 극저온 냉각 매체(5)의 사출각이 낮지만, 원통형 베어링 표면의 기계가공을 위해서 충분하다.

극저온 냉각 매체(5)의 사출각을 증대시키고, 그래서 공구(13)가 보다 큰 컷팅 아크 길이를 바탕으로 보다 양호하게 냉각될 수 있기 위해서, 제1 공급 라인(33)은 시프팅 유닛(35)에 의해 축방향으로 변위될 수 있으며, 따라서 제2 개구 섹션(76)이 제2 보어홀(59)의 에리어에 배치되어 있다. 도 12 및 도 13에는, 제1 공급 라인(33)이 제2 축방향 변위 위치에 있는, 기계가공 장치(3)의 이 제2 동작 위치가 도시되어 있다. 제2 개구 섹션(76)의 훨씬 큰 폭(B₂) 때문에, 이제 아웃렛 개구(62)의 에리어에 보다 많은 제2 보어홀(59)이 있으며, 따라서 보다 많은 제2 공급 라인(34)들에, 부응하여 극저온 냉각 매체(5)가 동시에 공급된다. 이로써 극저온 냉각 매체(5)의 사출각이 증대된다. 냉각된 블레이드들은 따라서 공구(13)의 보다 큰 아크를 커버한다. 이것은, 크랭크샤프트 월의 기계가공에 있어 유리한데, 왜냐하면 컷팅 아크 길이가 여기서 상당히 변동하고, 블레이드들이 설명한 방법에 의해 전체 컷팅 아크를 따라 냉각될 수 있기 때문이다. 분배기 유닛(46)에 있어서의 제1 공급 라인(33)의 규정된 포지셔닝을 위해, 시프팅 유닛(35)은 실린더(36) 내에서의 피스톤(37)의 위치를 결정하는, 길이 측정 시스템을 추가로 구비한다. 부분적 작업 공간(40, 41)이 서보 밸브를 통해 충진될 수 있어서, 피스톤(37)이 실린더(36) 내에서의 끝 위치들뿐만 아니라, 임의의 중간 위치에 접근할 수 있다. 혹은, 시프팅 유닛(35)은 전기적 드라이브 유닛으로서 설계되어도 좋다.

크랭크샤프트 기계가공에 있어서, 극저온 냉각 매체(5)의 사출각은 크랭크샤프트(2)의 회전에 대하여 연속적으로 그리고 동기하여 변경되는 것이 바람직하다. 크랭크샤프트 월의 기계가공에 있어서 제2 축방향 변위 위치가 트리거되는 반면에, 원통형 베어링 표면의 기계가공에 있어서는 제1 변위 위치가 트리거된다. 이것은 제어 장치(10)에 의해 이루어질 수 있다.

아웃렛 개구(62)의 폭은, 원리적으로, 길이에 대해 선택적으로 변할 수 있다. 예를 들어, 이러한 폭은 길이에 대해 매우 미세한 그라데이션(gradation)으로 또는 연속적으로 변할 수 있다. 이와 같은 방식으로, 사출각은 한층 더 정밀하게 변경될 수 있다.

더하여, 사출각의 위치는, 예시적인 제2 실시형태에서 설명한 바와 같이, 제1 공급 라인(33)을 회전축(14) 둘레를 중심으로 하여 피봇 운동시킴으로써 변경될 수 있다. 혹은, 제2 보어홀(59)을 통해 제1 보어홀(57) 내로 제2 공급 라인(34)이 개구될 수 있어서, 사출각의 위치는 제1 공급 라인(33)의 축방향 변위 위치를 통해서 영향을 받을 수도 있다.

또한, 냉각 효과는 극저온 냉각 매체(5)의 유량을 통해 제어될 수 있다. 이렇게 하기 위해서, 유량은 서보 밸브(9)에 의해 제어된다.

본 발명에 따른 진보성을 구비한 기계가공 시스템 및 기계가공 장치(3) 각각에 의하면, 극저온 냉각 매체(5)의 사출각의 사이즈 및 개별 사출각의 위치가 제1 공급 라인(33)의 축방향 변위에 의해 그리고 회전축(14)을 중심으로 한 제1 공급 라인(33)의 피봇 운동에 의해 서로 독립적으로 조정될 수 있으므로, 극저온 냉각 매체(5)의 분배 및 공구(13)의 냉각이 제각기 크랭크샤프트 기계가공의 개별 요구조건들에 최적으로 적응될 수 있다. 또 다른 작용과 관련해서는, 앞서의 예시적인 실시형태들을 참조한다.

Claims

하우징(11),
공구(13)를 회전 구동하기 위해 상기 하우징(11)에 배치된 드라이브 유닛(12), 및
크랭크샤프트(2)를 기계가공하기 위한 공구(13)로서, 블레이드 인서트(31)들이 주위 방향으로 배열된 디스크 형상의 베이스 바디(29)를 갖고, 상기 드라이브 유닛(12)에 의해 회전축(14)을 중심으로 하여 회전 구동가능한 공구(13)를 포함하는 크랭크샤프트 기계가공용 기계가공 장치로서,
- 극저온 냉각 매체(5)를 위한 제1 공급 라인(33)이 상기 하우징(11)에서 회전축(14)과 동심으로 배치되고,
- 상기 제1 공급 라인(33)은 적어도 부분적으로 단열적으로 구성되고,
- 상기 공구(13)는 상기 회전축(14)을 가로질러 연장하여 상기 블레이드 인서트(31)들로 이어지는, 극저온 냉각 매체(5)를 위한 복수의 제2 공급 라인(34)을 구비하고,
- 상기 제2 공급 라인(34)들 각각은 적어도 부분적으로 단열적으로 구성되고,
- 분배기 유닛(46)에 의해, 상기 제1 공급 라인(33)은, 상기 극저온 냉각 매체(5)를 상기 블레이드 인서트(31)들 중 적어도 하나에 공급하기 위한 상기 제2 공급 라인(34)들 중 적어도 하나와 커플링 가능한 것
을 특징으로 하는 크랭크샤프트 기계가공용 기계가공 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 공급 라인(33)은 적어도 부분적으로 진공 단열적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 크랭크샤프트 기계가공용 기계가공 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 공급 라인(33)은 내측 튜브(47) 및 이를 둘러싸는 외측 튜브(48)를 구비하고, 이들 튜브(47, 48) 중 적어도 하나는 길이가 가변적인 것을 특징으로 하는 크랭크샤프트 기계가공용 기계가공 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 공급 라인(33)은 상기 회전축(14)에 평행한 시프팅 유닛(35)에 의해 변위될 수 있고, 상기 시프팅 유닛(35)은 복동식 피스톤-실린더 유닛(double-acting piston-cylinder unit)으로서 특히 구성되는 것을 특징으로 하는 크랭크샤프트 기계가공용 기계가공 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 공급 라인(33)은 상기 회전축(14)을 중심으로 하여 드라이브 유닛(71)에 의해 피봇 운동될 수 있으며, 상기 분배기 유닛(71)은 그 피봇 위치의 함수로서 상기 제1 공급 라인(33)을 여러 제2 공급 라인(34)들에 커플링하는 것을 특징으로 하는 크랭크샤프트 기계가공용 기계가공 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분배기 유닛(46)은 상기 베이스 바디(29) 상에서 상기 회전축(14)에 동심적으로 배치되고, 또한, 상기 회전축(14)을 가로질러 연장하고 상기 제2 공급 라인(34)들을 삽입하기 위한 제1 보어홀(57) 내로 개구되는 복수의 제2 보어홀(59)과 함께, 상기 제1 공급 라인(33)을 삽입하기 위해 상기 회전축(14)에 동심적으로 연장하는 제1 보어홀(57)을 구비하는 것을 특징으로 하는 크랭크샤프트 기계가공용 기계가공 장치.
제6항에 있어서,
상기 제2 보어홀(59)은 주변 방향으로 서로 오프셋 방식으로 상기 제1 보어홀(57) 내로 개구되고, 상기 제1 공급 라인(33)은 상기 극저온 냉각 매체(5)를 위해 원주 방향으로 배치된 아웃렛 개구(62)를 갖는 것을 특징으로 하는 크랭크샤프트 기계가공용 기계가공 장치.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 아웃렛 개구(62)는 기다란 홀로서 설계되고, 이 홀의 폭은 상기 회전축(14)의 방향으로 변화하는 것을 특징으로 하는 크랭크샤프트 기계가공용 기계가공 장치.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 보어홀(57)은 상기 제1 공급 라인(33)과 면하는 일단부에서 깔때기(funnel) 형상이 되도록 설계된 것을 특징으로 하는 크랭크샤프트 기계가공용 기계가공 장치.
제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 상기 보어홀(57, 59) 내로 삽입된, 상기 공급 라인(33, 34)을 밀봉하기 위한 링 형상의 시일(58, 63) 각각이 상기 제1 보어홀(57) 및/또는 상기 제2 보어홀(59) 내로 연장하는 것을 특징으로 하는 크랭크샤프트 기계가공용 기계가공 장치.
제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분배기 유닛(46)은 상기 공구(13)를 클램핑하기 위해 상기 베이스 바디(29)에 배치된 볼트(32) 내로 적어도 부분적으로 연장하는 것을 특징으로 하는 크랭크샤프트 기계가공용 기계가공 장치.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분배기 유닛(46)은 특히 플라스틱 재료인 단열 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 크랭크샤프트 기계가공용 기계가공 장치.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 공급 라인(34)은 적어도 부분적으로 진공 단열적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 크랭크샤프트 기계가공용 기계가공 장치.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 공급 라인(34)들 각각은 내측 튜브(67) 및 이를 둘러싸는 외측 튜브(68)를 구비하고, 이들 튜브(67, 68) 중 적어도 하나는 그 길이가 가변적인 것을 특징으로 하는 크랭크샤프트 기계가공용 기계가공 장치.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 공급 라인(34)들 각각은 제1 라인 섹션(65) 및 이에 연결된 복수의 제2 라인 섹션(66)을 구비하고, 제2 라인 섹션들은 복수의 블레이드 인서트(31)로 이어지는 것을 특징으로 하는 크랭크샤프트 기계가공용 기계가공 장치.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 기계가공 장치(3)와,
극저온 냉각 매체(5)를 제공하기 위한 단열된 저장 장치(4)와,
상기 극저온 냉각 매체(5)를 냉각시키기 위한 냉각 유닛(6)과,
상기 냉각 장치(4)로부터 상기 기계가공 장치(3)로 상기 극저온 냉각 매체(5)를 공급하기 위한 단열된 공급 라인(8)
을 포함하는, 크랭크샤프트 기계가공용 기계가공 시스템.
제16항에 있어서,
상기 기계가공 장치(3)로의 상기 극저온 냉각 매체(5)의 유량이 밸브(9)에 의해 조정가능한 것을 특징으로 하는 크랭크샤프트 기계가공용 기계가공 시스템.