KR101356900B1 - 중간 링과 링을 제조하는 방법 - Google Patents

중간 링과 링을 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

싱크로나이징 장치(synchronizing device)를 위한 링을 제조하는 방법에 있어서, 중심 평면에 대해 본질적으로 대칭적이고 중심 평면의 양 측부 상에 각각 중공 원추대 영역(14, 15)을 갖는 블랭크(10)는 2개의 링이 제공되는 방식으로 중심 평면 영역에서 분리된다. 이러한 방식으로, 상기 링은 차량의 수동 기어 박스의 싱크로나이징 장치 내 중간 링으로써 사용될 수 있다.

Description

중간 링과 링을 제조하는 방법{METHOD OF PRODUCING RINGS AND AN INTERMEDIATE RING}
본 발명은 중간 링 및 링을 제조하는 방법에 관한 것이다.
스플린트(splint)를 생성하지 않고 딥 드로잉 가공된 시트 금속 부분(deep drawn sheet metal part)으로서 차량의 수동변속식 기어박스의 싱크로나이징 장치(synchronizing device)의 싱크로나이징 링을 제조하는 것이 공지되어 있다. 이러한 종류의 제조 공정은 비교적 비용이 높아 그 외 다른 해결책을 찾는 것이 진행되어 왔다.
따라서 본 발명의 목적은, 링 및 중간 링을 제조하는 방법을 제공하여 상기 링들을 보다 효율적으로 제조하는 것이다.
상기 목적은, 청구범위 제 1 항에 의해 해결되고 중간 링은 청구범위 제 18 항 및 제 20 항에 의해 해결된다. 유리한 실시예가 종속항에 의해 설명된다.
싱크로나이징 장치용 링을 제조하는 방법을 설명하는 청구범위 제 1 항에 있어서, 중심 평면에 대해 본질적으로 대칭적이고 중심 평면의 양쪽 측부들에서 중공 원추대 영역을 가지는 블랭크는 중심 평면의 영역에서 분리되어 2개의 링을 형성한다.
따라서, 2개 이상의 링들이 한 개의 블랭크로부터 제조되어, 필요한 처리 단계가 상기 블랭크에 적용되고 분리된 각각의 링에 적용되지 않기 때문에 특히 유리하다. 블랭크는 상대적으로 높은 안정성을 가지기 때문에, 분리된 링들을 경화시키는 것보다 블랭크를 열처리 경화하는 것이 잔류응력(residual stress)에 의한 변형을 적게 발생시킨다. 이 경우, 중공 원추대 영역의 내부 및/또는 외부 자켓을 기계 가공하는 것과 같이 그 외 다른 제공을 할 수 있으며, 코팅 조립의 응용 및/또는 그라인딩 가공(grinding)에 의한 전방 측부는 보다 용이하게 수행될 수 있고, 처리 단계가 감소하여 각각의 분리된 링에서 보다 블랭크에 대해 보다 비용이 효과적일 수 있다.
본 발명에 의하면, 축 방향으로 돌출한 하나 이상의 노즈를 가진 전방 측부가 형성된 중공 원추대 영역을 포함하고 차량의 수동변속식 기어박스의 싱크로나이징 장치를 위한 중간 링에 있어서, 펀칭 공정에 의해 주변 방향으로 상기 노즈에 인접한 자유 공간이 형성되며 경화된 블랭크의 추가적인 분리 공정에 의해 상기 노즈의 전방 측부가 형성된다. 상기 추가적인 분리 공정은 스플린트(splint)를 형성하는 공정일 수 있다. 또한, 상기 중간 링은 금속 지지부를 포함할 수 있다.
도 1은 블랭크(blank)를 도시하는 투시도.
도 2는 제 1 절차에 따라 기계 가공되고 분리된 블랭크를 도시하는 투시도.
도 3은 제 2 절차에 따라 기계 가공되고 분리된 블랭크를 도시하는 투시도.
도 4는 피니시(finished) 가공된 링을 도시하는 투시도.
참조 부호
10: 블랭크 12: 중심 영역
14, 15: 중공 원추대 영역 17, 17': 노즈
20: 링
도 1은, 본 발명의 한 실시예로서 강(steel)재질의 블랭크(blank, 10)를 도시한 투시도이다. 상기 블랭크는 터닝 가공(turning), 펀칭 가공 또는 롤링 가공 공정에 의해 형성된다. 상기 블랭크(10)는 원형 링 형태의 중심영역(12)을 포함하고, 상기 중심영역은 중심 영역(center region, 12)의 양쪽 측부들에서 2개의 중공 원추대 영역(hollow frustoconical regions)(14,15)들과 연결된다. 상기 중공 원추대 영역의 외부 직경은 중심 영역으로부터 멀어지는 방향으로 좁아진다(narrowed). 상기 블랭크(10)를 경화시키기 위해 상기 블랭크는 열처리되고, 중공 원추대 영역(14,15)들의 내부 및/또는 외부 재킷(jackets)과 상기 중공 원추대 영역(14,15)의 전방 측부는 그라인드 가공되고(grinded) 및/또는 상기 블랭크(10)는 마찰 패드(friction pad)로 코팅 처리된다. 본질적으로 동일한 2개의 링(20)들을 형성하기 위해 상기 블랭크(10)가 분리된 후에, 상기 링(20)들은 차량의 수동 기어박스의 싱크로나이징 장치(synchronizing device)의 중간 링으로서 이용될 수 있다.
도 2는, 제 1 절차에 따라 기계 가공되어 분리된 블랭크(10)를 도시한 투시도이다. 도 1의 상기 블랭크(10)는 중심 영역(12)에서 분리되어, 본질적으로 동일한 2개의 링(20)이 형성된다. 각각의 링(20)은, 중심 링(12)으로부터 형성되며 주변 방향으로 동일하게 배열되며 축 방향으로 돌출하는 2개의 노즈(noses, 17)를 가진다. 상기 노즈(17)들은, 링들 중 한 개의 링(20)에 형성된 노즈(17)들이 다른 한 개의 링에 형성된 노즈(17)들사이에 배열되도록 중심 영역(12)에 형성된다. 주변 방향으로(circumferential direction) 연장되는 3개의 세그먼트(segment)형 윈도우가 중심 영역(12)에 형성되어, 본질적으로 유일하게 상기 노즈(17)는 양쪽 중공 원추대 영역(14,15)들사이에서 연결 영역(connecting areas)로서 유지된다. 나머지 연결 부위는 노즈(17)를 형성하기 위하여 각각의 연결 영역의 중앙에서 축 방향으로 분리되고, 블랭크(10)는 2개의 링(20)을 형성하기 위하여 최종적으로 분리된다. 상기 공정(operation)은 공동 공정 단계(joint operation step)에서 특히, 레이저, 물 또는 플라즈마 빔과 같은 빔에 의해 절단(cutting)되어 특히 유리하게 수행된다. 레이저 또는 플라즈마 빔을 이용한 절단(cutting) 또는 고온의 빔을 이용한 절단은 절단 라인(cutting line)에서 추가적인 열 처리는 보다 내마모성 재료(wear-resistant material properties)에 대한 방향으로 마이크로구조의 변형물(microstructure modification)이 되는 추가적인 장점을 가진다.
도 3은 제 2 절차에 따라 기계 가공되어 분리된 블랭크(10)의 투시도를 도시한다. 도 2와 대조하여 주변 방향으로 연장되는 6개의 세그먼트(segment)형 윈도우가 중심 영역(12)에 형성되어, 연결 영역으로서 2 개의 중공 원추대 영역 사이에서 6개의 노즈(17')가 남는다. 또한 도 2와 대조하여 도 3에 따라 분리된 상기 블랭크(10)로, 종래기술의 분리 방법 예를 들어, 종래기술의 절단 휠(cut-off wheel)에 의해 양쪽의 링(20)을 형성하는 것이 가능하고 이는 축 방향으로 3개의 잔존 연결 영역을 양분하는 것이 도 2에서 보는 바와 같이 필요하지 않기 때문이다.
또 다른 실시예에 있어서, 도 2 및 도 3에 도시된 세그먼트 형태의 윈도우는, 예를 들어 펀칭 가공 공정과 같은 다른 방법에 의해 형성될 수 있고, 상기 방법은 블랭크를 경화시키기 전에 수행되는 것이 유리하다. 블랭크(10)의 중심 영역(12)은, 블랭크가 분리될 때 제거되는 부분(add-on)의 축방향 연장크기와 노즈(17,17')의 축 방향 연장크기를 합한 것과 동일한 축 방향 연장크기를 가진다. 예를 들어, 상기 블랭크(10)를 설계할 때, 상기 빔의 절단 폭은 1 mm까지의 범위에 있도록 상기 빔의 절단 폭이 고려되어야 한다.
상기 링(20)은 분리 가공 이후 특히 진동 그라인딩 가공으로 미세하게 피니시(finished) 가공될 수 있다. 도 4는 기계 가공된 링(20)의 투시도를 도시한다.
몸체(body)는 분리 영역에서 이미 관통되어 두 부분은 경화될 때 연결 바아(connecting bars)를 경유하여 연결된다. 경화된 이후 상기 2개의 부분은 연결 바아(bars)를 블라스팅 가공하여(blasting) 분리된다. 본 발명에 따라 몸체는 관통부(perforation) 없이 경화된다. 이는 비틀림(distortion)이 최소화되는 장점이 있다. 경화된 이후, 몸체가 특히 펀칭 가공(punching) 또는 빔 절단 공정(beam cutting operation)에 의해 분리된다.

Claims (23)

  1. 싱크로나이징 장치(synchronizing device)용 링의 제조 방법에 있어서,
    원형 링 형상을 가진 중심 영역에 대해 대칭으로 구성되고 상기 중심 영역의 양쪽 측부들에서 중공 원추대 영역들을 가진 블랭크(blank)가 상기 중심 영역에서 분리되어 2 개의 링들이 형성되는 분리단계를 포함하고,
    상기 블랭크가 두 개의 링들로 분리되기 전에, 상기 블랭크는 열처리되어 경화되는 것을 특징으로 하는 싱크로나이징 장치용 링의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 블랭크의 분리 단계는 각각의 링이 상기 중심 영역으로부터 형성된 하나 이상의 축방향 돌출 노즈를 포함하도록 수행되는 것을 특징으로 하는 싱크로나이징 장치용 링의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 링들 중 한 개의 링에 형성된 노즈들이 다른 한 개의 링에 형성된 노즈들사이에 배열되도록 상기 노즈들이 중심 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 싱크로나이징 장치용 링의 제조 방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 중심 영역의 축 방향 연장크기는, 블랭크의 분리단계동안 제거되는 부분(add-on)의 축방향 크기와 노즈의 축 방향 연장크기를 합한 것과 동일한 것을 특징으로 하는 싱크로나이징 장치용 링의 제조 방법.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 분리 단계 이전에 주변 방향으로 연장되는 세그먼트형 윈도우가 중심 영역에서 형성되며 오직 노즈 만이 2개의 중공 원추대 영역들사이에서 연결 영역으로서 유지되는 것을 특징으로 하는 싱크로나이징 장치용 링의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 윈도우 형성 단계와 분리 단계는 공동 공정 단계(joint operation step)에서 수행되는 것을 특징으로 하는 싱크로나이징 장치용 링의 제조 방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 윈도우 형성 단계는 펀칭 가공 공정에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 싱크로나이징 장치용 링의 제조 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리 단계는, 레이저, 물 또는 플라즈마 빔을 사용하는 빔 절단 공정(beam cutting operation)으로 수행되는 것을 특징으로 하는 싱크로나이징 장치용 링의 제조 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블랭크는 터닝 가공(turning), 펀칭 가공 또는 롤링 가공 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 싱크로나이징 장치용 링의 제조 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중공 원추대 영역의 자켓(jackets)이 그라인드 가공되는 것을 특징으로 하는 싱크로나이징 장치용 링의 제조 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블랭크는 분리 단계 이전에 코팅(coated)되는 것을 특징으로 하는 싱크로나이징 장치용 링의 제조 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 링은 분리 단계 이후 피니시 가공되는 것을 특징으로 하는 싱크로나이징 장치용 링의 제조 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 2개의 동일한 링이 형성되도록 분리되는 것을 특징으로 하는 싱크로나이징 장치용 링의 제조 방법.
  14. 삭제
  15. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중공 원추대 영역의 내부 및 외부 자켓(jacket)은 원추대 형태(frustoconical)인 것을 특징으로 하는 싱크로나이징 장치용 링의 제조 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중공 원추대 영역의 외부 직경은 중심 영역으로부터 멀어지는 방향으로 좁아지는(narrowed) 것을 특징으로 하는 싱크로나이징 장치용 링의 제조 방법.
  17. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 싱크로나이징 장치(synchronising device)는 차량의 수동 기어박스(manual gear box)에 속한(belong to) 것을 특징으로 하는 싱크로나이징 장치용 링의 제조 방법.
  18. 하나 이상의 축 방향 돌출 노즈를 가진 전방 측부와 중공 원추대 영역을 포함하며, 차량의 수동변속식 기어박스(manual switchable gear box)의 싱크로나이징 장치(synchronizing device)용 중간 링(intermediated ring)에 있어서,
    상기 노즈를 갖는 전방 측부는 경화된 블랭크의 빔 절단 공정에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 차량의 수동변속식 기어박스의 싱크로나이징 장치용 중간 링.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 빔 절단 공정은 레이저, 물 또는 플라즈마 빔을 사용하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 수동변속식 기어박스의 싱크로나이징 장치용 중간 링.
  20. 하나 이상의 축 방향 돌출 노즈를 가진 전방 측부와 중공 원추대 영역을 포함하며, 차량의 수동변속식 기어박스의 싱크로나이징 장치용 중간 링에 있어서,
    펀칭 공정에 의해 주변 방향으로 상기 노즈에 인접한 자유 공간이 형성되며 경화된 블랭크의 추가적인 분리 공정에 의해 상기 노즈의 전방 측부가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 수동변속식 기어박스의 싱크로나이징 장치용 중간 링.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 추가적인 분리 공정은 스플린트(splint)를 형성하는 공정인 것을 특징으로 하는 차량의 수동변속식 기어박스의 싱크로나이징 장치용 중간 링.
  22. 제 18 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간 링은 금속 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 수동변속식 기어박스의 싱크로나이징 장치용 중간 링.
  23. 제 5 항에 있어서, 상기 윈도우 형성 단계는, 레이저, 물 또는 플라즈마 빔을 사용하는 빔 절단 공정으로 수행되는 것을 특징으로 하는 싱크로나이징 장치용 링의 제조 방법.
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