KR102029574B1

KR102029574B1 - 중공 부품 제조용 성형 툴 및 성형 툴의 작동 방법

Info

Publication number: KR102029574B1
Application number: KR1020180013047A
Authority: KR
Inventors: 로베르트 슈톡터; 폴커 락코브; 발터 헤르만
Original assignee: 벤텔러 오토모빌테크니크 게엠베하; 벤텔러 마쉬넨바우 게엠베하
Priority date: 2017-02-03
Filing date: 2018-02-01
Publication date: 2019-11-08
Also published as: US20180221931A1; JP2018122358A; JP6843084B2; CN108380741A; CN108380741B; KR20180090750A; DE102017102139B3; US10315239B2

Abstract

본 발명은 판금 성형을 이용해서 중공 부품(10)을 제조하기 위한 성형 툴(1)에 관한 것으로, 상부 툴(2)과 하부 툴(25)을 포함하며, 상기 상부 툴(2)에 성형할 중공 부품(10) 내로 인입되는 맨드릴(4) 및 맨드릴(4)에 대해 변위될 수 있는 보조 맨드릴(5)이 배치되고, 상기 맨드릴(4) 및 바람직하게 보조 맨드릴(5)은, 상부 툴(2)의 하강 시 맨드릴(4)이 성형할 중공 부품(10) 내로 인입되어 접촉하도록 및 상부 툴(2)의 추가 하강은 결합 수단의 압축을 야기하여 보조 맨드릴(5)이 맨드릴(4)에 대해 상대 이동을 실시하고 중공 부품(10) 내로 더 인입되도록, 각각의 스프링 탄성 조절 수단(15, 18)에 의해 상부 툴(2)에 결합된다.
또한, 본 발명은 성형 툴을 작동하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

중공 부품 제조용 성형 툴 및 성형 툴의 작동 방법{FORMING TOOL FOR PRODUCING A HOLLOW MEMBER AND METHOD FOR OPERATING A FORMING TOOL}

본 발명은 청구항 제 1 항의 특징들에 따른, 판금 성형을 이용해서 중공 부품을 제조하기 위한 성형 툴에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 청구항 제 9 항의 특징들에 따른, 성형 툴의 작동 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 청구항 제 12 항의 특징들에 따른, 판금 성형을 이용한 중공 부품의 성형 툴에 관한 것이다.

선행기술에 판금 성형을 이용해서 부품들, 특히 자동차 부품들을 제조하는 것이 공개되어 있다. 이를 위해 박판 플레이트가 제공되고, 이 경우 대개 강판 플레이트이다. 경금속 재료, 예를 들어 알루미늄 합금 또는 이와 같은 것이 사용될 수도 있다.

이를 위해 상부 툴과 하부 툴 사이에서 관련 박판 플레이트는 성형되어 입체적으로 성형된 박판 성형 부품을 형성한다. 이러한 박판 부품들은 대부분 셸 모양의 형태를 갖는다.

판금 성형 방법을 이용해서 중공 부품, 특히 횡단면이 폐쇄된 중공 부품을 제조하기 위해, 선행 기술에 U-O-성형이 공개되어 있다. 이를 위해 먼저 마찬가지로 박판 플레이트가 제공된다. 상기 박판 플레이트는, 횡단면이 U자 형태를 갖도록 성형된다. 후속하는 성형 단계에서, 횡단면이 O자형이고 따라서 횡단면이 폐쇄된 중공 프로파일을 형성하기 위해, 계속해서 외측으로 향한 또는 돌출하는 U자형 레그들이 추가로 성형된다.

본 발명과 관련해서 U- 및 O-성형이란, 반드시 U 및 O자형 횡단면이 고수되어야 하는 것을 의미하는 것은 아니다. U자형은, 한 측면이 개방된 중공 프로파일이 제조되도록 디자인되고, O자형은 횡단면이 폐쇄된 중공 프로파일이 제조되도록 디자인되며, 상기 중공 프로파일은 그러나 알파벳 O와 다른 폐쇄된 형상들을 가질 수도 있다.

길이 변화에 의해 서로 상이한 횡단면들이 성형될 수 있도록 하기 위해, O-성형의 경우에 특히 맨드릴의 단부측이 제조할 중공 부품 내로 인입되고, 성형 과정의 종료 후에 인출된다.

예를 들어 DE 10 2011 051 965 A1호에, U-O-성형 과정과 관련해서 단부측 삽입 맨드릴이 세그먼트화되어 형성될 수도 있는 성형 툴이 공개되어 있다.

본 발명의 과제는 선행기술에 공개된 성형 툴과 달리 맨드릴의 인입과 관련해서 복잡하지 않게 작동될 수 있는 성형 툴을 작동하기 위한 방법 및 성형 툴에 관한 것이다.

사물과 관련한 과제는 청구항 제 1 항의 특징들을 갖는, 판금 성형을 이용해서 중공 부품을 제조하기 위한 성형 툴에 의해 해결된다.

방법 기술적인 과제는 청구항 제 9 항의 특징들을 갖는, 중공 부품 제조 방법에 의해 해결된다.

사물과 관련한 다른 과제의 해결 방법은 청구항 제 12 항의 특징들에 따른 성형 툴을 제시한다.

본 발명의 바람직한 변형 실시예들은 종속 청구항들에 기술된다.

판금 성형을 이용해서 중공 부품을 제조하기 위한 성형 툴은 상부 툴과 하부 툴을 포함한다. 상부 툴에 성형할 중공 부품 내로 인입되는 맨드릴 및 맨드릴에 대해 변위될 수 있는 보조 맨드릴이 배치된다. 맨드릴 및 보조 맨드릴은 바람직하게 각각 스프링 탄성 조절 수단에 의해 상부 툴에 결합된다. 상부 툴의 하강 시 맨드릴은 성형할 중공 부품 내로 인입되어 적어도 부분적으로 접촉한다. 성형할 중공 부품은 이러한 단계에서 특히 U자형으로 예비 성형된 예비 성형 부품이고, 따라서 횡단면에서 볼 때 한 측면이 개방된 프로파일이다.

상부 툴의 추가 하강은 맨드릴과 상부 툴 사이에서 스프링 탄성 조절 수단의 압축을 야기한다.

맨드릴이 접촉한 후에, 상부 툴의 추가 하강에 의해 맨드릴에 대해 보조 맨드릴의 상대 이동이 실시된다. 이를 위해 특히 보조 맨드릴은 조절 메커니즘, 특히 커플링 로드에 의해 상부 툴에 결합된다. 보조 맨드릴은 특히 이동 방향으로 상부 툴의 가압 행정 방향에 대해 일정한 각도로 성형할 중공 부품 내로 인입된다.

상부 툴의 추가 하강에 의해 동시에 U자형의 예비 성형 부품으로부터 O자형 중공 부품으로 성형 과정이 실시된다. 성형할 중공 부품의 단부측 영역 내로 맨드릴과 보조 맨드릴의 인입에 의해 길이 방향으로 서로 상이한 횡단면 형상들을 갖는 중공 부품이 형성된다.

이 경우 길이방향으로 서로 상이한 횡단면 형상들은 하나의 성형 과정 동안 형성될 수 있다.

특히 가스 압축 댐퍼 또는 스프링 부재인 스프링 탄성 조절 부재에 의해 맨드릴은, 상부 툴이 하사점에 도달하기 전에, 이미 예비 성형 부품과 접촉한다. 상부 툴의 추가 하강은 맨드릴과 상부 툴 사이에서 스프링 탄성 조절 수단의 압축을 야기한다. 이러한 압축 동안 조절 메커니즘으로 인해 보조 맨드릴은 맨드릴에 대해 상대 이동을 실시할 수 있고, 이로써 측면에서 또는 단부측에서 특히 가압 행정 방향에 대해 10°보다 큰 각도로 성형할 중공 부품 내로 인입된다. 성형 과정의 종류 후에 이러한 이동 방향은 역순으로 구현되므로, 보조 맨드릴의 단부측이 먼저 성형된 중공부 밖으로 인출되고, 이 경우 단부측으로 적어도 길이방향으로 섹션마다 폐쇄된 횡단면 형상이 제조되었지만, 그럼에도 불구하고 보조 맨드릴이 빼내질 수 있다.

맨드릴 자체는 또한 외부 윤곽을 갖고, 상기 외부 윤곽은 적어도 단부측 길이방향 섹션을 위한 제조할 중공 부품의 내부 윤곽에 상응한다.

맨드릴에 이하 경사면이라고도 하는 경사가 제공되고, 이 경우 보조 맨드릴은 맨드릴에 대해 상대 이동의 구현 시 경사면 위로 슬라이딩한다. 경사면은 특히 상부 툴 또는 성형 툴의 가압 행정 방향에 대해 10°보다 큰, 바람직하게는 20°보다 큰 각도로 연장된다. 가압 행정 방향으로 상부 툴의 추가 하강에 의해 보조 맨드릴은 상대 이동을 실시하고, 상기 이동은 가압 행정 방향으로만 향하는 것이 아니라, 동시에 적어도 부분적으로 경사면으로 인해 가압 행정 방향에 대해 횡방향으로도 정렬된다.

또한, 특히 바람직하게 보조 맨드릴은 적어도 부분적으로 맨드릴 자체 내에 배치된다. 맨드릴은 특히 맨드릴을 관통하는 개구를 갖고, 이 경우 관통하는 개구 내에 보조 맨드릴이 배치된다. 개구의 한 측면에서 보조 맨드릴은 조절 메커니즘에 의해 상부 툴에 결합된다. 개구의 다른 측면에서 보조 맨드릴은 맨드릴에 대해 상대 이동을 실시하여 부분적으로 상부툴의 하사점에서 맨드릴로부터 돌출한다.

보조 맨드릴은 커플링 메커니즘이라고도 하는 조절 메커니즘에 의해 상부 툴에 결합된다. 특히 이 경우에도 스프링 탄성 조절 수단은, 예를 들어 스프링 또는 가스 압축 댐퍼와 연결된다. 커플링 메커니즘은 예를 들어 토글 레버(toggle lever)의 원리에 따라 작동할 수 있다. 스프링 탄성 조절 수단은 또한, 보조 맨드릴의 예상하지 않은 차단 시 또는 인입 이동의 설계에 따라 상부 툴의 추가 하강이 원치 않는 변형을 야기하는 것이 아니라, 스프링 탄성 조절 수단의 압축에 의해 보상되는 것을 제공한다. 맨드릴 및 보조 맨드릴의 스프링 탄성 조절 수단은 바람직하게 성형 툴의 이동에 의해 피동적으로 구동된다.

전술한 성형 툴에서 실시되는 본 발명에 따른 방법은, 하기 방법 단계들에 따라 평면 박판 플레이트로 U-O-성형을 이용해서 횡단면이 적어도 길이방향으로 섹션마다 폐쇄된 중공 부품이 제조되는 것을 제공한다.

- 박판 플레이트를 제공하고 예비 성형하여 횡단면이 U자형인 예비 성형 부품을 형성하는 단계,

- 적어도 청구항 제 1 항의 특징들을 포함하는 성형 툴에 예비 성형 부품을 삽입하는 단계,

- 맨드릴이 예비 성형 부품 내로 인입되어 접촉하는, 상부 툴이 하강하는 단계,

- 상부 툴의 추가 하강에 의해 보조 맨드릴은 맨드릴에 대해 예비 성형 부품 내로 더 인입되고,

- 상부 툴의 추가 하강으로 인해 예비 성형 부품은 O-성형에 의해 성형되어 중공 부품을 형성한다.

대안예에서 성형 툴에서 U자형의 예비 성형이 실시될 수도 있다.

특히 방법은, 보조 맨드릴의 단부측이 성형 중에 이동 방향으로 제조할 중공 부품 내로 인입되고, 후속해서 개방 시 다시 중공 부품 밖으로 나오는 것을 특징으로 한다. 이로써 맨드릴 및 보조 맨드릴에 의해 적어도 하나의 단부 섹션에서 길이방향으로 섹션마다 서로 상이한 횡단면 형상들이 형성될 수 있다. 단부 섹션은 중공 부품의 전체 길이의 40%, 특히 30%까지 차지할 수 있다.

성형 과정의 종료 후에 성형 툴의 개방 시, 먼저 보조 맨드릴이 성형된 중공 부품 밖으로 인출된다. 맨드릴은 먼저 스프링 탄성 조절 수단의 이완에 의해 중공 부품 내에서 지지된다. 중공 부품 밖으로 보조 맨드릴의 인출 과정의 종료 후에 또는 종료 직전에도 상부 툴의 추가 상승에 의해 맨드릴도 중공 부품 밖으로 인출된다. 적어도 부분적으로 가압 행정 방향에 대해 횡방향으로도 중공 부품 내로 인입된 보조 맨드릴의 틸팅은 방지된다.

중공 부품을 위한 본 발명에 따른 성형 툴 및 제조 방법에 의해 차체를 위한 특히 길이방향 섀시 빔(longitudinal chassis beam), 필라 또는 루프 필라(roof pillar) 및 배플 지지체(baffle support) 또는 크래시 박스(crash box)가 제조될 수 있다. 또한, 성형이 열간 성형 및 프레스 경화로서 실시되므로, 사전에 오스테나이트화(austenitizing) 온도로 가열된 박판 플레이트 또는 예비 성형 부품이 성형 툴에서 최종 성형되고 경화되어 중공 부품을 형성하는 것이 고려될 수도 있다.

사물과 관련한 다른 과제는 판금 성형을 이용해서 중공 부품을 제조하기 위한 성형 툴에 의해 해결된다. 이를 위해 상부 툴에 성형할 중공 부품 내로 인입되는 보조 맨드릴이 배치되고, 이 경우 보조 맨드릴은 스프링 탄성 조절 수단에 의해 상부 툴에 결합된다. 상부 툴의 하강 이동 시 맨드릴이 적어도 부분적으로 성형된 중공 부품 내로 인입되지 않는다는 차이점을 제외하고, 전술한 모든 특징들이 상기 성형 툴에도 적용된다. 이러한 해결 방법의 일부는 보조 맨드릴의 단부측만이 성형할 중공 부품 내로 인입되는 것을 제공한다. 이를 위해 또한 상부 툴의 하사점에 도달하기 전에 보조 맨드릴의 단부측이 적어도 부분적으로 성형할 중공 부품 내로 인입된다. 인입 이동은 실질적으로 하강 이동에 대해 일정한 각도로 실시된다. 상부 툴의 추가 하강은 예비 성형 부품을 U자형으로부터 O자형으로 성형한다. 단부측이 인입되는 보조 맨드릴은 소정의 횡단면 윤곽을 가능하게 한다. U자형으로부터 O자형으로 성형을 위한 추가 하강은, 스프링 탄성 조절 수단이 압축되는 방식으로 보조 맨드릴과 상부 툴 사이에서 상기 스프링 탄성 조절 수단에 의해 보상된다.

상부 툴에 제공된 종동부는 상부 툴의 개방 또는 상승 시 횡단면이 폐쇄되어 제조된 중공 부품의 단부측으로부터 보조 맨드릴의 상관적 인출을 제공한다.

바람직하게 이를 위해 보조 맨드릴은 툴 수용부 내에서 상대 이동 가능하게 지지된다. 툴 수용부 자체는 상부 툴에 상대 이동 가능하게 지지된다. 상부 툴의 하강 시 바람직하게 툴 수용부는 접합부와 접촉 또는 지지된다. 툴 수용부와 상부 툴 사이의 스프링 탄성 조절 수단은 그리고 나서 압축되며, 이는 동시에 툴 수용부 내에서 지지되는 보조 맨드릴의 상대 이동을 야기하므로, 상기 보조 맨드릴의 단부측이 성형할 중공 부품 내로 인입된다.

여기에 설명된 성형 툴은 전술한 방법에 따라 실시될 수 있고 및/또는 전술한 성형 툴과 조합될 수 있다.

본 발명의 다른 장점들, 특징들, 특성들 및 양상들은 하기 설명의 대상이다. 바람직한 변형 실시예들은 개략도에서 설명된다. 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 간단한 파악을 위해 이용된다.

도 1 내지 도 4는 중공 부품을 제조하기 위한 방법 순서 및 본 발명에 따른 성형 툴을 도시한 도면.
도 5a 내지 도 5c는 성형 전에, 성형 중에 및 성형 후에 중공 부품의 다양한 횡단면도를 도시한 도면.
도 6은 상부 툴과 하부 툴을 포함하는, U-O-성형을 위한 성형 툴을 개략적으로 도시한 측면도.
도 7 내지 도 10은 중공 부품을 제조하기 위한 방법 순서 및 본 발명에 따른 성형 툴의 대안적인 변형 실시예를 도시한 도면.

간단함을 위해 반복 설명을 생략하더라도, 도면에서 동일하거나 유사한 부품들을 위해 동일한 도면부호가 사용된다.

도 1은 본 발명에 따른 성형 툴(1)의 개략적인 측면도를 도시한다. 도시된 상부 툴(2)에 지지 유닛(3)이 걸린다. 지지 유닛(3)은 맨드릴(4), 보조 맨드릴(5) 및 적절한 커플링으로 형성된다. 맨드릴(4)의 개구(6)에서 보조 맨드릴(5)은 커플링 메커니즘(7)에 의해 상대 이동 가능하게 결합된다.

맨드릴(4) 자체는 외부 윤곽(8)을 갖고, 상기 외부 윤곽은 제조할 중공 부품(10)의 내부 윤곽(9)에 상응한다. 중공 부품(10)은 종단면도에 실선(11)으로 도시된다. 파선(12)은 U-성형 단계 후 및 O-성형 단계 전의 예비 성형 부품의 부분을 도시한다. 가압 행정 방향(13)으로 상부 툴(2)의 하강 이동에 의해 맨드릴(4)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 중공 부품(10)의 내부 윤곽(9)에 맨드릴(4)이 접촉할 때까지 제조할 중공 부품(10)의 단부(14) 내로 인입된다.

가압 행정 방향(13)으로 상부 툴(2)의 추가 하강은, 도 3에 도시된 바와 같이, 맨드릴(4)의 스프링 탄성 조절 수단(15)의 압축을 야기한다. 맨드릴(4) 자체는 이로써 제조할 중공 부품(10) 내에 위치 설정된다.

커플링 메커니즘(7)으로 인해 보조 맨드릴(5)은 맨드릴(4)에 대해 상대 이동을 실시한다. 이때 경사면(16)이 맨드릴(4) 또는 맨드릴(4)의 개구(6) 내에 배치되고, 이 경우 경사면(16)은 가압 행정 방향(13)에 대해 특히 1°보다 큰, 특히 10 내지 50°, 바람직하게 10 내지 40°의 각도 α로 정렬된다. 이로써 보조 맨드릴(5)은 측면으로 또는 가로방향(17)으로 적어도 부분적으로 중공 부품(10)의 단부(14) 내로 인입된다.

이때 상부 툴(2)은 계속해서 더 가압 행정 방향(13)으로 하강하므로, 맨드릴(4)의 스프링 탄성 조절 수단(15) 및 보조 맨드릴(5)의 스프링 탄성 조절 수단(18)이 더 압축되고, 이 경우 맨드릴(4)과 보조 맨드릴(5)은 추가 이동을 실시하지 않는다. 이를 위해 예를 들어 스토퍼(19) 또는 스토퍼 캠이 제공될 수 있고, 따라서 보조 맨드릴(5)의 추가 삽입 이동이 제한된다.

커플링 메커니즘(7)은 예를 들어 변위 모듈(20)에 걸릴 수 있고, 상기 모듈은 스토퍼(19)에 접촉한다. 이로써 보조 맨드릴(5)의 조절 수단(18)도 가압 행정 방향(13)으로 상부 툴(2)의 추가 하강 이동에 의해 압축될 수 있고, 이 경우 보조 맨드릴(5)은 추가 상대 이동을 실시하지 않는다. 동시에 파선(12)은 상부 툴(2)의 상세히 도시되지 않은 몰드 표면에 의해 성형되므로, 폐쇄된 횡단면 형상을 갖는 중공 부품(10)이 성형된다.

성형 툴(1)이 개방되면, 먼저 보조 맨드릴(5)이 수직선(V)까지 상대 이동을 실시하여 폐쇄된 횡단면을 갖는 중공 부품(10)의 단부(14) 밖으로 이동되므로, 가압 행정 방향(13)과 반대 방향으로 추가 개방에 의해 맨드릴(4)이 중공 부품(10) 밖으로 이동된다.

보조 맨드릴(5) 또는 보조 맨드릴(5)의 변위 모듈(20)은 또한 상승 브래킷(23)에 배치될 수 있으므로, 보조 맨드릴(5)의 상대 이동이 영향을 받을 수 있다. 특히 상승 브래킷(23)에 의해 수직 방향 및 따라서 인입 방향과 관련해서 하강 과정 전에 보조 맨드릴(5)의 위치는 가로 방향으로 조절될 수 있다. 특히 이를 위해 상승 브래킷(23) 자체는 조절 또는 조정 가능하게 형성된다. 상승 브래킷(23)의 조절에 의해 맨드릴(4)에 대해 보조 맨드릴(5)의 상대 위치가 조절된다.

도 5a 내지 도 5c에 서로 상이한 횡단면 형상들이 도시된다. 먼저 도 5a에 따라 평면 박판 플레이트(21)가 제공되고, 상기 박판 플레이트는 도 5b에 따라 성형되어 예비 성형 부품(22)을 형성한다. 여기에 U자형 예비 성형 부품(22)의 레그의 각각의 외부 단부는 파선(12)으로 도시되지만, 이는 일체형이며, 박판 플레이트(21)의 동일한 재료로 이루어진 부분이고, 도 1 내지 도 3의 파선들과 비교에만 이용된다. 추가 하강 이동 시 도 4의 절단선 B-B가 형성되고, 횡단면이 폐쇄된 중공 프로파일(10)이 O-성형에 의해 제조된다. 동시에 횡단면 형상은 인입되는 보조 맨드릴(5)에 의해 상응하게 조절될 수 있다.

도 6의 좌측에 U자형 예비 성형 부품(22)을 제조하기 위한 성형 툴이(24) 도시된다. 우측에 O-성형 과정의 실시를 위한 본 발명에 따른 성형 툴(1)이 도시된다. 먼저, 박판 플레이트(21)로 U자형 예비 성형 부품(22)이 제조되고, 후속해서 상기 예비 성형 부품은 성형 툴(1)에 삽입되고, O-성형에 의해 횡단면이 폐쇄된 중공 부품(10)이 제조된다. 성형 툴(1)의 상부 툴(2)에 도 1 내지 도 4에 도시된, 맨드릴(4)과 보조 맨드릴(5)을 포함하는 지지 유닛(3)이 걸린다. 또한, 성형 툴(1)은 하부 툴(25)을 포함한다. 상부 툴(2)과 하부 툴(25) 사이에서 중공 부품(10)이 성형된다.

도 7 내지 도 10은 도 1 내지 도 4에 도시된 성형 툴(1)에 대한 대안적인 변형 실시예 또는 바람직한 개선예에서 사용되는 성형 툴(1)을 도시한다. 도 7 내지 도 10에 따른 성형 툴(1)은 이 경우 각각 우측 도면 평면과만 관련한 변형예에 의해서만 구현될 수 있다. 대안으로서 성형 툴(1)은 좌측 도면 평면의 맨드릴(4) 및 보조 맨드릴(5)로 이루어진 유닛과 우측 도면 평면의 보조 맨드릴(26), 툴 수용부(27) 및 접합부(28)로 이루어진 유닛을 포함하는 조합된 성형 툴(1)로서도 이용된다. 이 경우 성형할 중공 부품(10)의 2개의 단부면들 내로 관련 보조 맨드릴(5, 26)이 인입된다.

좌측 도면 평면의 유닛에 대해 도 1 내지 도 4에 관한 도면 설명이 참조된다.

계속해서 우측 도면 평면의 유닛이 설명된다. 우측 도면에 따른 보조 맨드릴(26)은 툴 수용부(27) 내에서 상대 이동 가능하게 지지된다. 특히 보조 맨드릴(26)은 커플링 메커니즘(7)에 의해 변위 모듈(20)에 지지된다. 변위 모듈(20)은 스프링 탄성 조절 수단(18)에 의해 상부 툴(2)에 결합된다.

상부 툴(2)의 하강 시 툴 수용부(27)는 접합부(28)에 지지된다. 상부 툴의 추가 하강은 툴 수용부(27)의 스프링 탄성 조절 수단(15)을 압축한다. 보조 맨드릴(26)은 가압 행정 방향(13)에 대해 각도 β로 경사면(29)을 지나서 수용부(27)에서 상대 이동 가능하게 변위되어 성형할 중공 부품(10) 내로 인입된다.

또한, 상승 브래킷(23)이 제공되고, 상기 상승 브래킷은 변위 모듈(20)에 대해서 이동 가능하다. 바람직하게 상승 브래킷(23)은 상부 툴(2)에 직접 결합된다. 도 10에 도시된 하사점 도달 후 상부 툴(2)의 상승 시 따라서 보조 맨드릴(26)의 변위 모듈(20)은 상승 브래킷(23)에 의해 함께 움직이고, 이 경우 툴 수용부(27)는 압축된 스프링 탄성 조절 부재(18)에 의해 여전히 접합부 상에 놓인다. 이로 인해 보조 맨드릴(26)이 먼저 성형된 중공 부품(10)의 단부(14) 밖으로 빼내진다. 보조 맨드릴(26)이 빼내진 후에야, 툴 수용부(27)의 상승이 이루어진다. 바람직하게 이를 위해 툴 수용부(27)의 스프링 탄성 조절 부재(15)는 완전히 압축 해제된다.

도면 평면과 관련해서 우측에 도시된 유닛은 중공 부품(10)의 제조를 위한 성형 툴(1)에만 배치될 수 있다. 유닛은 그러나 좌측 도면 평면과 관련한 지지 유닛(3)과 조합될 수도 있고, 따라서 2개의 단부(14)에서부터 성형할 중공 부품(10) 내로 인입된다.

1 : 성형 툴 2 : 상부 툴
3 : 지지 유닛 4 : 맨드릴
5 : 보조 맨드릴 6 : 4의 개구
7 : 커플링 메커니즘 8 : 4의 외부 윤곽
9 : 10의 내부 윤곽 10 : 중공 부품
11 : 실선 12 : 파선
13 : 가압 행정 방향 14 : 10의 단부
15 : 4의 조절 수단 16 : 경사면
17 : 가로 방향 18 : 5 또는 26의 조절 수단
19 : 스토퍼 20 : 변위 모듈
21 : 박판 플레이트 22 : 예비 성형 부품
23 : 상승 브래킷 24 : U-몰드 성형 툴
25 : 1의 하부 툴 26 : 보조 맨드릴
27 : 툴 수용부 28 : 접합부
29 : 경사 V : 수직선
α: 각도 β: 각도

Claims

판금 성형을 이용해서 중공 부품(10)을 제조하기 위한 성형 툴(1)로서, 상부 툴(2)과 하부 툴(25)을 포함하며, 상기 상부 툴(2)에 성형할 중공 부품(10) 내로 인입되는 맨드릴(4) 및 상기 맨드릴(4)에 대해 변위될 수 있는 보조 맨드릴(5)이 배치되고, 상기 맨드릴(4) 및 상기 보조 맨드릴(5)은, 상기 상부 툴(2)의 하강 시 상기 맨드릴(4)이 성형할 중공 부품(10) 내로 인입되어 접촉하도록 그리고 상기 상부 툴(2)의 추가 하강은 스프링 탄성 조절 수단(15, 18)의 압축을 야기하여 상기 보조 맨드릴(5)이 상기 맨드릴(4)에 대해 상대 이동을 실시하고 상기 중공 부품(10) 내로 더 인입되도록, 각각의 스프링 탄성 조절 수단(15, 18)에 의해 상기 상부 툴(2)에 결합되는 것인 성형 툴.
제 1 항에 있어서, 상기 맨드릴(4)은 제조할 상기 중공 부품(10)의 내부 윤곽(9)에 상응하는 외부 윤곽(8)을 갖는 것을 특징으로 하는 성형 툴.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 맨드릴(4)은 경사면(16)을 갖고, 상기 보조 맨드릴(5)은 상기 경사면(16) 위로 슬라이딩하는 것을 특징으로 하는 성형 툴.
제 3 항에 있어서, 상기 경사면(16)은 상기 성형 툴(1)의 가압 행정 방향(13)에 대해 10 내지 50°의 각도로 연장되는 것을 특징으로 하는 성형 툴.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 스프링 탄성 조절 수단(15, 18)은 가스 압축 스프링인 것을 특징으로 하는 성형 툴.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 보조 맨드릴(5)은 적어도 부분적으로 상기 맨드릴(4) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 성형 툴.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 보조 맨드릴(5)은 커플링 메커니즘(7)에 의해 상기 스프링 탄성 조절 수단(18)에 결합되는 것을 특징으로 하는 성형 툴.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 정지 위치에서 상기 맨드릴(4)은 상기 보조 맨드릴(5)에 대해 돌출하여 지지되는 것을 특징으로 하는 성형 툴.
U-O-성형을 이용해서 성형 부품을 제조하기 위한 성형 부품의 제조 방법에 있어서,
- 박판 플레이트(21)를 제공하고 예비 성형하여 횡단면이 U자형인 예비 성형 부품(22)을 형성하는 단계,
- 적어도 청구항 제 1 항의 특징들을 포함하는 성형 툴(1)에 삽입하는 단계, 및
- 맨드릴(4)이 상기 예비 성형 부품(22) 내로 인입되어 접촉하는, 상부 툴(2)이 하강하는 단계
를 포함하고,
- 상기 상부 툴(2)의 추가 하강에 의해 보조 맨드릴(5)은 상기 맨드릴(4)에 대해 예비 성형 부품(22) 내로 더 인입되고,
- 상기 상부 툴(2)의 추가 하강으로 인해 상기 예비 성형 부품(22)은 성형되어 중공 부품(10)을 형성하는 것을 특징으로 하는 성형 부품의 제조 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 보조 맨드릴(5)의 단부측은 상기 예비 성형 부품(22)이 성형되어 중공 부품(10)을 형성하는 동안 이동 방향으로 인입되고, 상기 이동 방향은 적어도 부분적으로 가압 행정 방향(13)에 대해 1°보다 큰 각도 α로 정렬되는 것을 특징으로 하는 성형 부품의 제조 방법.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 중공 부품(10)의 성형 과정의 종료 후에 상기 성형 툴(1)의 개방 시 먼저 상기 보조 맨드릴(5)이 반대 이동 방향으로 상기 중공 부품(10)의 단부(14) 밖으로 인출된 후에야 상기 맨드릴(4)이 가압 행정 방향(13)으로 상승되고, 상기 맨드릴(4)의 압축된 스프링 탄성 조절 수단(15)에 의해 상기 맨드릴(4)의 지연된 상승이 야기되는 것을 특징으로 하는 성형 부품의 제조 방법.
판금 성형을 이용해서 중공 부품(10)을 제조하기 위한 성형 툴(1)로서,
상부 툴(2)과 하부 툴(25)을 포함하고, 상기 상부 툴(2)에 성형할 중공 부품(10) 내로 인입되는 보조 맨드릴(26)이 배치되고, 상기 보조 맨드릴(26)은, 상기 상부 툴(2)의 하강 시 상기 보조 맨드릴(26)이 성형할 중공 부품(10) 내로 인입되어 접촉하도록 그리고 상기 상부 툴(2)의 추가 하강이 스프링 탄성 조절 수단(15)의 압축을 야기하여 상기 중공 부품(10)을 성형하도록, 스프링 탄성 조절 수단(18)에 의해 상기 상부 툴(2)에 결합되고, 상기 상부 툴(2)의 개방 시 상기 보조 맨드릴(26)이 성형된 중공 부품(10) 밖으로 상당히 인출되고, 상기 보조 맨드릴(26)이 완전히 인출된 경우 상기 스프링 탄성 조절 수단(18)의 압축 해제는 종료되고, 상기 상부 툴(2)의 추가 상승이 상기 보조 맨드릴(26)도 함께 상승시키는 것인 성형 툴.
제 12 항에 있어서, 보조 맨드릴은 툴 수용부(27) 내에서 상대 이동 가능하게 배치되고, 상기 툴 수용부(27)는 스프링 탄성 조절 수단(18)의 연결 하에 상대 이동 가능하게 상기 상부 툴(2)에 결합되고, 상기 상부 툴(2)의 하강 시 접합부에 지지되고, 상기 상부 툴(2)이 하사점에 도달하기 전에, 상기 접합부는 상기 툴 수용부(27)와 접촉하는 것을 특징으로 하는 성형 툴.
제 12 항에 있어서, 제 1 항의 특징들을 포함하는 성형 툴(1)과 조합되는 것을 특징으로 하는 성형 툴.