KR102190176B1 - 중공 몸체의 소성 변형 가능한 중공 몸체 벽을, 특히 부분적으로, 두껍게 하기 위한 방법 및 장치, 그리고 중공 몸체를 생산하기 위한 제조 방법 및 기계 - Google Patents

Abstract

중공 몸체의 소성 변형 가능한 중공 몸체 벽을, 특히 부분적으로, 두껍게 하기 위한 방법 및 장치, 그리고 중공 몸체를 생산하기 위한 제조 방법 및 기계가 제공된다.
외측 몰드(15)의 외측 지지 면 상에서의 두꺼워지지 않은 중공 몸체 벽(22)의 효과적인 반경 방향 지지를 동반하고, 내측 지지 몸체(7)의 내측 지지 면 상에서의 중공 몸체 벽(22)의 효과적인 반경 방향 지지를 동반하는, 중공 몸체(23)의 소성 변형 가능한 중공 몸체 벽(22)을, 특히 부분적으로, 두껍게 하기 위한 방법에서, 중공 몸체(23)는, 작용 지점들에서, 각각의 경우에 축 방향으로, 2개의 작용 부재(4, 6)에 의한, 작용 부재들(4, 6)이 압축 이동과 더불어 축 방향으로 서로를 향해 이동하게 됨에 의한, 압축력을 받게 된다. 중공 몸체(23) 상의 작용 지점들은, 축 방향에서 서로로부터 이격된다. 외측 몰드(15)의 팽창 공간(21)이, 작용 지점들 사이에 배열된다. 작용 부재들(4, 6)의 압축 이동으로 인해, 작용 지점들 사이의 중공 몸체 벽(22)의 재료가, 외측 몰드(15)의 팽창 공간(21)의 구역에서, 가소화되며, 그리고, 중공 몸체 벽(22)의 가소화된 재료는, 외측 몰드(15)의 팽창 공간(21) 내로 유동하고, 그에 따라 중공 몸체 벽(22)을 두껍게 한다.
상기한 방법은, 중공 몸체(23)를 생산하기 위한 제조 방법에 적용된다.
중공 몸체(23)의 소성 변형 가능한 중공 몸체 벽(22)을, 부분적으로, 두껍게 하기 위한 장치(16)가, 이상에 설명된 방법을 수행하도록 구성된다. 중공 몸체(23)를 생산하기 위한 기계(1)가, 설명된 유형의 장치를 포함한다.

Description

중공 몸체의 소성 변형 가능한 중공 몸체 벽을, 특히 부분적으로, 두껍게 하기 위한 방법 및 장치, 그리고 중공 몸체를 생산하기 위한 제조 방법 및 기계{METHOD AND DEVICE FOR THICKENING A PLASTICALLY DEFORMABLE HOLLOW BODY WALL OF A HOLLOW BODY, IN PARTICULAR IN PORTIONS, AND MANUFACTURING METHOD AND MACHINE FOR PRODUCING A HOLLOW BODY}

본 발명은, 중공 몸체의 소성 변형 가능한 중공 몸체 벽을, 특히 부분적으로, 두껍게 하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 중공 몸체 벽은, 중공 몸체의 중공 몸체 벽에 의해 경계한정되는 캐비티의 캐비티 축을 따라, 축 방향으로 연장되는 것인, 중공 몸체 벽을 두껍게 하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명은 또한, 중공 몸체를 생산하기 위한 제조 방법으로서, 그러한 방법에서, 상기한 방법이 사용되는 것인, 중공 몸체를 생산하기 위한 제조 방법 및, 중공 몸체를 생산하기 위한 기계로서, 그러한 기계가 상기한 유형의 장치를 포함하는 것인, 중공 몸체를 생산하기 위한 기계에 관한 것이다.

예를 들어 중공 몸체 벽이 적어도 부분적으로 증가된 강성을 구비해야만 하는 경우, 및/또는 중공 몸체 벽의 특정 구역이, 특별한 기능적 요소들을 갖도록, 예를 들어 톱니를 갖거나 또는 나사를 갖도록, 제공되어야만 하는 경우, 중공 몸체의 중공 몸체 벽을 두껍게 할 필요성이, 존재한다. 이러한 종류의 중공 몸체들은, 예를 들어 자동차 공학에서 구동 샤프트로, 보다 구체적으로 그 중에서도 측면 샤프트(side shaft)로 사용되는 것과 같은, 중공 샤프트들이다.

샤프트 반가공품의 다른 축방향 부분에서 본래 벽 두께를 유지하는 가운데, 샤프트 반가공품(shaft blank)의 벽의 두께를 축방향 부분에서 감소시킴에 의해, 상이한 벽 두께의 축방향 부분들이 중공 샤프트들 상에 생성되도록 하는, 방법 및 장치가, 현재의 관례이다. 일부의 경우에, 냉간 성형 방법들, 예를 들어 회전식 스웨이징(swaging)이 사용될 수 있다.

본 발명의 목적은, 중공 몸체의 소성 변형 가능한 중공 몸체 벽을, 특히 부분적으로, 두껍게 하기 위한 그리고, 특히 부분적으로 두꺼워진 중공 몸체 벽을 구비하는 중공 몸체를 생산하기 위한, 대안적인 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적은, 독립 청구항 1 및 독립 청구항 14에 따른 방법들에 의해, 그리고 독립 청구항 16 및 독립 청구항 19에 따른 장치들에 의해, 본 발명에 따라 달성된다.

본 발명의 경우에서, 재료가, 중공 몸체 벽 상에 선택적으로 축적된다. 이러한 목적을 위해, 해당 중공 몸체는, 외측 몰드의 리셉터클(receptacle) 내에 아직 두꺼워지지 않은 중공 몸체 벽으로서 배열된다. 외측 몰드의 리셉터클은, 리셉터클 내에 배열되는 중공 몸체 벽의 외측면 상에서 축 방향으로 연장되는, 리셉터클 벽을 구비한다. 리셉터클 벽의 제1 부분 길이가, 중공 몸체 벽에 가깝게 그와 평행하게 연장되며, 그리고 두꺼워지지 않은 중공 몸체 벽을 위한 외측 지지 면을 형성한다. 리셉터클 벽의 제2 부분 길이가, 리셉터클 벽의 제1 부분 길이에 대해 반경 방향 외향으로 치우치게 되며, 그리고 치우침으로 인해 형성되는 외측 몰드의 팽창 공간을 경계한정한다. 내측 지지 몸체가, 중공 몸체 벽의 내측면 상에서 축 방향으로 특히 중공 몸체 벽과 평행하게 연장되는 지지 몸체 면에 의해, 중공 몸체 벽을 위한 내측 지지 면을 형성하는 방식으로, 두꺼워지지 않은 중공 몸체 벽의 내측면 상에 배열된다. 이 경우, 내측 지지 몸체 및 자체에 제공되는 내측 지지 면은, 축 방향으로, 양자 모두 외측 지지 면의 레벨에 그리고 외측 몰드의 팽창 공간의 레벨에 놓인다. 한편으로 중공 몸체 또는 중공 몸체 벽의 그리고 다른 한편으로 외측 몰드 및 내측 지지 몸체의 결과적으로 생성되는 상대적 배열과 함께, 중공 몸체는, 작용 지점들에서, 각각의 경우에 축 방향으로, 2개의 작용 부재에 의한, 작용 부재들이 압축 이동과 더불어 축 방향으로 서로를 향해 이동하게 됨에 의한, 압축력을 받게 된다. 중공 몸체 상의 작용 지점들은, 축 방향으로 서로로부터 이격되며, 그리고 외측 몰드의 팽창 공간은, 작용 지점들 사이에 배열된다. 작용 부재들의 압축 이동의 작용 하에서, 작용 지점들 사이의 중공 몸체 벽의 재료가, 외측 몰드의 팽창 공간의 구역에서, 가소화되며, 그리고, 중공 몸체 벽의 가소화된 재료(plasticised material)는, 외측 몰드의 팽창 공간 내로 유동하고, 그에 따라 중공 몸체 벽을 두껍게 한다. 동시에, 내측 지지 몸체는 바람직하게, 중공 몸체 벽에 의해 경계한정되는 캐비티의 단면이, 특히 외측 몰드의 팽창 공간의 레벨에서, 실질적으로 변화없이 유지되는 것을 보장한다.

본 발명에 따른 방법은, 특히 냉간 성형 방법일 수 있다. 임의의 소성 변형 가능한 재료들로 이루어지는 중공 몸체들이, 특히 소성 변형 가능한 금속으로 이루어지는 벽들을 적어도 포함하는 중공 몸체들이, 형성된다.

예를 들어, 심봉(mandrel)이, 잠재적인 내부 지지 몸체이며, 그리고 펀치들이, 잠재적인 작용 부재들이다. 특히, 제어 가능한 유압 구동기가, 작용 부재들의 압축 이동을 생성하기 위한 모터 구동기로서, 제공될 수 있다. 그러나, 다른 제어 가능한 구동기 설계들이 또한 고려될 수 있다.

작용 부재들의 모터 구동기는 바람직하게, 2개의 구동 유닛을 포함하고, 각각의 구동 유닛은, 작용 부재들 중의 하나와 연관되며, 그리고 구동 유닛들은, 상호 조화된 방식으로, 예를 들어 수치 제어부에 의해, 제어된다. 작용 부재들을 위한 수치 제어부는, 상위 장치 제어부 또는 도구 제어부로, 또는 상위 기계 제어부로 통합될 수 있다.

형성될 중공 몸체는 바람직하게, 적어도 하나의 단부에서 축 방향으로 개방된다. 외측 몰드의 팽창 공간이 두꺼워질 중공 몸체 벽에 대해 축 방향에서 취하는 위치에 의존하여, 중공 몸체 벽의 상이한 축방향 부분들이, 설명된 방식으로 두꺼워질 수 있다. 축 방향으로 배열되는 하나의 또는 양자 모두의 단부에서 중공 몸체 벽을 두껍게 하는 것이 그리고 축방향 단부들로부터 떨어진 중공 몸체 벽의 축방향 부분을 두껍게 하는 것이, 동등하게 가능하다.

독립 청구항들에 따른 방법들 및 장치들에 대한 구체적인 실시예들이, 종속 청구항 2 내지 13, 15, 17 및 18에서 확인될 수 있다.

청구항 2에 따르면, 작용 부재들의 압축 이동을 생성하기 위한 다양한 가능성이, 보충적인 방식으로 또는 대안적으로, 본 발명에 따라 사용된다. 더욱 구체적으로, 작용 부재들 중의 하나가, 작용 부재들의 모터 구동기의 적절한 제어에 의해 축 방향으로 고정 상태인 다른 작용 부재를 향해 이동하게 되도록, 및/또는 작용 부재들 양자 모두가, 동시에 그리고 축 방향으로 반대 방향으로 이동하게 되도록, 및/또는 작용 부재들 양자 모두가, 동시에 그리고 축 방향으로 동일한 방향으로 및 상이한 속도로 이동하게 되도록, 제공된다. 각각의 경우에, 축 방향에서 작용 부재들 사이의 거리는, 감소하게 되며, 그리고 압력이, 작용 지점들 사이에 배열되는 구역에서 가소화되는, 중공 몸체 벽에 가해진다. 중공 몸체 벽의 가소화된 재료는, 내측 지지 몸체에 의해 캐비티의 내부공간 내로 빠져 나가는 것이 방지되며, 그리고 결과적으로 중공 몸체 벽의 외측면 상에 배열되는 외측 몰드의 팽창 공간 내로 유동하고, 그에 따라 중공 몸체 벽을 두껍게 한다.

청구항 3에 따르면, 본 발명의 개선예에서, 작용 부재들의 모터 구동기의 적절한 제어에 의해, 작용 부재들의 연속적인 압축 이동 및/또는 간헐적인 압축 이동을 생성하는 것이, 가능하다. 연속적인 압축 이동은, 외측 몰드의 팽창 공간 내로의, 연속적인 재료 유동과 연관되며, 그리고 간헐적인 압축 이동은, 간헐적인 재료 유동과 연관된다.

본 발명(청구항 4)에 따르면, 작용 부재들의 모터 구동기 또는 압축 이동은, 경로-제어 및/또는 힘-제어될 수 있다. 특히, 경로 제어와 힘 제어의 조합이 가능하다.

압축 이동의 경로 제어의 경우에, 형성될 중공 몸체 벽의 재료를 가소화하기 위해 작용 부재들이 축 방향으로 서로를 향해 이동하게 되는 경로 길이가, 사전한정될 수 있다. 압축 이동의 힘 제어를 위한 기초가, 성형될 중공 몸체 벽 내로 작용 부재들에 의해 도입되는, 성형력의 크기 일 수 있다. 성형력의 크기가 사전한정된 한계 값을 초과하는 경우, 작용 부재들의 압축 이동은, 작용 부재들의 모터 구동기의 적절한 제어에 의해 종료될 수 있다. 예를 들어, 성형력의 사전한정된 한계 값은, 외측 몰드의 팽창 공간이 중공 몸체 벽의 가소화된 재료로 완전히 채워지자마자, 초과되며, 그리고 결과적으로, 추가의 가소화된 벽 재료가, 중공 몸체 벽 상에 작용 부재들에 의해 가해지는 압력의 작용 하에서, 팽창 공간 내로 유동할 수 없다. 팽창 공간을 확장하는 것이 가능한 경우, 팽창 공간의 확장은, 성형력의 한계 값이 도달될 때, 또는 상기 한계 값이 도달되기 직전에, 개시될 수 있으며, 그에 따라 팽창 공간 내로 유동할 수 있도록 하기 위한 추가의 가소화된 벽 재료를 위한 전제 조건을 생성하도록 한다.

압축 이동을 경로-제어하는 경우에서 한정될 경로 길이 및 성형 프로세스를 힘-제어하는 경우에서 성형력의 한계 값은 양자 모두, 특히 경험적으로 결정될 수 있다.

원칙적으로, 중공 몸체 벽에 의해 경계한정되는 캐비티의 캐비티 축을 따라 임의의 지점들에서 상호 대향하는 압축력들이, 중공 몸체 상에 작용할 수 있다. 청구항 5에 따르면, 중공 몸체의, 특히 중공 몸체 벽의, 성형 장치에 대해 쉽게 접근 가능한, 반경방향 끝단 면들 중의 적어도 하나에서, 중공 몸체에 압력을 적용하는 것이, 본 발명에 따라 바람직하다.

가능한 한 콤팩트한, 중공 몸체 벽을 두껍게 하기 위한 본 발명에 따른 장치의 설계의 관점에서, 중공 몸체는, 내측 지지 몸체에 의해 하나의 부품으로 형성되는 작용 부재에 의해, 압축력을 받게 되도록 제공된다(청구항 6).

작용 부재들 중의 하나가, 중공 부재로 형성되며 그리고 축 방향으로 연장되는 부재 캐비티(member cavity)를 갖도록 제공되는 경우, 내측 지지 몸체는, 작용 부재들의 압축 이동 도중에, 해당 작용 부재의 부재 캐비티에 진입할 수 있다. 부재 캐비티의 단면 및 내측 지지 몸체의 단면이 상호 조화되는 경우, 그리고 중공 부재와 협력하는 작용 부재가 내측 지지 몸체와 하나의 부품으로 형성되는 경우, 2개의 작용 부재는, 부재 캐비티 내에 수용되는 내측 지지 몸체에 의해 압축 이동 도중에 축 방향으로 서로에 대해 안내된다(청구항 7).

본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 중공 몸체는, 축 방향으로, 중공 몸체 벽의 외측면에 대해 반경 방향 외향으로 돌출하며 그리고 축 방향으로 외측 몰드의 팽창 공간을 경계한정하는 작용 부재에 의해 작용 받게 된다(청구항 8). 이 경우, 특히 작용 부재들의 압축 이동의 힘 제어가 제공될 수 있다. 작용 부재들의 압축 이동으로 인해, 중공 몸체 벽의 재료가, 가소화되며 그리고, 외측 몰드의 팽창 공간이 가소화된 벽 재료로 완전히 채워지는 정도까지, 외측 몰드의 팽창 공간으로 공급되는 경우에, 작용 부재들에 의한 중공 몸체 벽에 대한 압력의 연속적인 작용이, 작용 부재들에 의해 가해지는 압력의 상승 또는 성형력의 상승을 야기하며, 이는, 중공 몸체 벽을 두껍게 하는 것이 현재 완료되었다는 신호를, 작용 부재들의 모터 구동기의 제어부에 보낸다.

작용 부재가 축 방향으로 외측 몰드의 팽창 공간을 경계한정하는 경우, 팽창 공간의 축방향 범위는, 한편으로 관련 작용 부재의 그리고 다른 한편으로 외측 몰드의 축 방향으로 실행되는 상대 이동에 의해, 변경될 수 있으며, 특히 증가될 수 있다.

본 발명의 개선예에서, 이러한 목적으로, 한편으로 관련 작용 부재들의 그리고 다른 한편으로 외측 몰드의 축방향 상대 이동이, 작용 부재들의 압축 이동에 부가하여, 축 방향으로 실행되도록 제공된다(청구항 9). 중공 몸체 벽에 생성되는 두꺼운 부분의 축방향 범위는, 작용 부재들 및 외측 몰드의 축방향 상대 이동의 크기에 의해 한정될 수 있다 작용 부재들 및 외측 몰드의 축방향 상대 이동은 또한, 제어된 모터 구동기에 의해 실행되는 것이 바람직하다.

작용 부재들 및 외측 몰드의 축방향 상대 이동을 생성하기 위한, 다양한 가능성이, 본 발명에 따라 제공된다. 청구항 10에 따르면, 외측 몰드의 축방향 이동이, 실행되며, 그리고 이러한 경우에, 바람직하게 작용 부재들의 압축 이동에 중첩된다. 작용 부재들의 압축 이동 및 외측 몰드의 축방향 이동의 상호 중첩으로 인해, 작용 부재들의 압축 이동의 결과로서 가소화되는, 중공 몸체 벽의 재료는, 작용 부재들 및 외측 몰드의 축방향 상대 이동으로 인해 연속적으로 확장되는, 외측 몰드의 팽창 공간 내로 유동하며, 이 곳에서 중공 몸체 벽의 두꺼운 부분이, 결과적으로 요구되는 축방향 길이에 걸쳐 연속적으로 형성될 수 있다.

일단 중공 몸체 벽의 성형이 완료되면, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 두꺼워진 중공 몸체 벽 또는 중공 몸체, 및 외측 몰드는, 두꺼워진 중공 몸체 벽 또는 중공 몸체, 및 외측 몰드에 의해 실행되는 축 방향으로의 상대 이동에 의해 서로로부터 분리된다(청구항 11).

부가적으로 또는 대안적으로, 두꺼워진 중공 몸체 벽 또는 중공 몸체가, 축 방향으로 외측 몰드를 분할함에 의해 외측 몰드를 개방하기 위해 반경 방향으로 서로에 대해 이동하게 됨에 의해 형성되는, 외측 몰드 부품들에 의해 외측 몰드로부터 제거되도록, 본 발명에 따라 제공된다(청구항 13). 마지막에 언급된 접근법은 특히, 형성된 중공 몸체의 기하 형상이, 중공 몸체가 오로지 축 방향으로의 이동에 의해 외측 몰드로부터 제거되는 것을 허용하지 않는 경우에, 선택된다.

이는, 예를 들어, 축 방향으로 서로에 대해 치우친 복수의 두꺼운 부분을 갖는, 특히 중공 몸체 벽의 축방향 단부 양자 모두에 두꺼운 부분을 갖는, 중공 몸체 벽이, 성형 프로세스 내에서, 동시에 또는 연속적으로 외측 몰드 내에서, 제공되는 경우이다(청구항 12). 일단 성형 프로세스가 완료되면, 생성된 두꺼운 부분들은, 외측 몰드 상에 제공되는 리셉터클 벽의 제1 부분 길이의 축방향 양 단부에서, 두꺼운 부분들에 비해 감소된 단면의 리셉터클 벽의 제1 부분 길이에 대해, 반경 방향으로 돌출한다. 중공 몸체 벽을 위한 리셉터클의 제1 부분 길이의 단면에 대한 중공 몸체 벽의 두꺼운 부분들의 단면의 과도한 크기로 인해, 중공 몸체 벽의 두꺼운 부분들은, 2개의 축방향 이동 방향 어디로도, 중공 몸체 벽을 위한 리셉터클의 제1 부분 길이를 통과할 수 없다.

마지막에 언급된 유형의 경우에, 본 발명에 따른 장치는 축 방향으로 분할되는 외측 몰드를 포함한다. 외측 몰드의 분할에 의해 형성되는 외측 몰드 부품들은, 바람직하게 제어 가능한 모터 구동기에 의해, 반경 방향으로 서로에 대해 이동 가능하다(청구항 17). 외측 몰드는, 반경 방향으로의 외측 몰드 부품들의 상대 이동에 의해, 요구에 따라 개방 또는 폐쇄될 수 있다.

본 발명에 따른 장치의 다른 바람직한 실시예에서, 청구항 18에 따르면, 반경 방향으로 외측 몰드를 분할함에 의해 형성되는 제1 축방향 외측 몰드 부품이, 특히 제어 가능한 모터 구동기에 의해, 반경 방향으로 서로에 대해 이동 가능한, 외측 몰드 부품들로 축 방향으로 분할된다. 제1 축방향 외측 몰드 부품은, 외측 몰드 상에 제공되는 중공 몸체 벽을 위한 리셉터클의, 감소된 단면의, 제1 부분 길이를 포함한다. 제1 축방향 외측 몰드 부품에 부가하여, 제2 축방향 외측 몰드 부품이, 외측 몰드의 반경 방향 분할로 인해 결과적으로 생성된다. 제2 축방향 외측 몰드 부품은, 하나의 부품으로 형성되며, 그리고 외측 몰드의 팽창 공간을 갖도록 제공되고, 팽창 공간은, 제2 축방향 외측 몰드 부품에서, 제1 축방향 외측 몰드 부품을 향해 개방되며, 그리고 팽창 공간의 벽은, 중공 몸체 벽의 두꺼운 부분이 제2 축방향 외측 몰드 부품으로부터 떠날 때, 제2 축방향 외측 몰드 부품 및 팽창 공간 내에 형성되는 중공 몸체 벽의 두꺼운 부분이 축 방향으로 서로에 대해 이동 가능한 방식으로, 축 방향으로 연장된다. 2개의 축방향 외측 몰드 부품은, 축 방향으로 서로에 대해 인접하게 놓인다. 2개의 축방향 외측 몰드 부품 내에서, 리셉터클 벽의 제1 부분 길이 및 팽창 공간은, 중공 몸체 벽 또는 중공 몸체를 위해 제공되는 전체 리셉터클을 형성하기 위해 서로를 보완한다. 하나의 부품으로 형성된다는 사실로 인해, 제2 축방향 외측 몰드 부품은, 분리 접합부들(separating joints)을 구비하지 않는다. 이는, 중공 몸체 벽을 두껍게 할 때, 분리 접합부들의 부재로 인해, 분리 접합부들이, 외측 몰드의 팽창 공간 내에 생성되는 중공 몸체 벽의 두꺼운 부분 상에 바람직하지 않게 재생되지 않는 한, 유리하다. 중공 몸체 벽을 수용하도록 의도되는 외측 몰드의 리셉터클의 팽창 공간이 단지, 제2 축방향 외측 몰드 부품 상에, 즉 외측 몰드의 팽창 공간 내에서 생성되는 중공 몸체 벽의 두꺼운 부분과 비교하여, 감소된 단면을 구비하지 않는 리셉터클의 부분 상에, 제공되기 때문에, 형성된 중공 몸체는, 축 방향의 이동에 의해, 제2 축방향 외측 몰드 부품으로부터 제거될 수 있다.

본 발명은, 예시적인 개략적 도면들에 기초하여, 이후에 더욱 상세하게 설명될 것이다.
도 1a 내지 도 4b는, 중공 샤프트의 벽을 부분적으로 두껍게 하기 위한 방법의 제1 변형예의 순서를 도시하고,
도 5a 내지 도 8b는, 중공 샤프트의 벽을 부분적으로 두껍게 하기 위한 방법의 제2 변형예의 순서를 도시하며, 그리고,
도 9a 내지 도 12b는, 중공 샤프트의 벽을 부분적으로 두껍게 하기 위한 방법의 제3 변형예의 순서를 도시한다.

도 1a에 따르면, 성형 기계(1)로서 지시되고 구성되는 기계가, 제1 도구 홀더(2) 및 제2 도구 홀더(3)를 포함한다. 펀치(4)가 제1 도구 홀더(2) 내에 고정되며, 그리고 제2 도구 홀더(3)는, 결과적으로 압력 부재(6) 및 압력 부재(6)와 단일 부품으로 형성되며 그리고 압력 부재(6)와 비교하여 감소된 단면을 구비하는 심봉(7)으로 형성되는, 처리 유닛(5)을 유지한다. 심봉(7) 뿐만 아니라 압력 부재(6)도, 원형 단면을 구비한다. 압력 부재(6)에 비교한 심봉(7)의 단면적 감소로 인해, 압력 부재(6)는, 원주방향 쇼울더부(peripheral shoulder)(8)를 형성한다.

펀치(4) 및 처리 유닛(5)의 압력 부재(6)는, 작용 부재들을 형성하고, 펀치(4)는, 중공 부재로 형성되며 그리고 부재 캐비티로서 펀치 캐비티(9)를 포함한다. 펀치 캐비티(9)뿐만 아니라 심봉(7)도, 원형 단면을 구비한다. 펀치 캐비티(9)의 단면의 크기는, 심봉(7)의 단면의 크기를 최소의 정도로 초과한다.

펀치(4)는, 모터 구동 유닛(10)에 의해 이동 축(11)을 따라 이동하게 될 수 있다. 상응하게, 모터 구동 유닛(12)이, 이동 축(11)을 따라 처리 유닛(5)을 이동시키기 위해 사용될 수 있다. 도시된 예에서 모터 구동 유닛(10) 및 모터 구동 유닛(12)은 양자 모두, 통상적인 설계의 유압 구동기들이다. 모터 구동 유닛들(10, 12)은 함께, 펀치(4) 및 처리 유닛(5)을 위한, 그리고 그에 따라 압력 부재(6) 및 심봉(7)을 위한, 모터 구동기(13)를 형성한다. 모터 구동기(13) 또는 모터 구동 유닛들(10, 12)의 프로그램 가능한 수치 제어부(14)가, 도 1a에 암시적으로 도시된다.

외측 몰드로서 제공되는 보강체(15)와 함께, 펀치(4) 및 처리 유닛(5)은, 성형 도구(16)를 형성한다. 성형 도구(16)는, 도 1a 내지 도 8b 모두에 도시되는 반면, 성형 기계(1)의 다른 부품들은, 간결함을 위해 단지 도 1a에만 도시된다.

보강체(15)는, 리셉터클 벽(18)을 갖는 리셉터클(17)을 포함한다. 리셉터클 벽(18)은, 펀치(4) 및 처리 유닛(5)의 이동 축(11)과 평행하게 연장되며, 그리고 제1 부분 길이(19) 및, 이동 축(11)을 따라 제1 부분 길이(19)에 인접하며 그리고 제1 부분 길이(19)에 대해 반경 방향 외향으로 치우치고, 그에 따라 리셉터클(17)을 확장하는, 제2 부분 길이(20)를 포함한다. 리셉터클 벽(18)의 제2 부분 길이(20)는, 보강체(15)의 팽창 공간(21)을 경계한정한다. 도 1a의 관련 도면 상세부 "A"가, 도 1b에 확대도로 도시된다.

성형 도구(16)는, 중공 몸체의 소성 변형 가능한 중공 몸체 벽을 부분적으로 두껍게 하기 위한, 도시된 예에서, 소성 변형 가능한 강철로 구성되는, 중공 샤프트(23)의 벽(22)을, 부분적으로, 두껍게 하기 위한, 장치로서 사용된다. 벽(22)은, 단면이 원형인, 중공 샤프트(23)의 캐비티를 경계한정한다. 이동 축(11)은, 캐비티의 캐비티 축과 일치하며, 그리고 그의 경로에 의해 축 방향을 한정한다.

도 1a 내지 도 4b는, 중공 샤프트(23)의 벽(22)을 부분적으로 두껍게 하기 위한, 성형 기계(1)에 의해 또는 성형 도구(16)에 의해 실행될 수 있는, 제1 방법의 순서를 도시한다. 이러한 방법과 비교하여 수정된 방법들이, 도 5a 내지 도 8b에 기초하여 그리고 도 9a 내지 도 12b에 기초하여 설명될 것이다. 상이한 방법 단계들이, 각각의 경우에 성형 도구(16)의 전체 도면 및 확대된 도면 상세부 "A" 양자 모두에 의해, 본 명세서에서 제시된다. 전체 도면들에 대한 번호 부여는, 첨자 A를 구비하고; 확대된 도면 상세부에 대한 번호 부여는, 첨자 B를 갖도록 제공된다.

도 1a 내지 도 4b 및 도 5a 내지 도 8b에 따른 방법 변형예들의 경우에서, 변형되지 않은 상태의 중공 샤프트(23)가 우선, 보강체(15)의 리셉터클(17) 내로 축 방향(이동 축(11)을 따라)으로 펀치(4)의 측부로부터 미끄럼 이동하게 되며, 그리고 프로세스에서, 리셉터클(17) 내부에 이미 배열된 처리 유닛(5)의 심봉(7) 상으로 미끄럼 이동하게 된다. 펀치(4)는, 이 시점에, 보강체(15)에 대해 축 방향으로 후방에 설정된다. 처리 유닛(5)은, 보강체(15)에 대해 축 방향으로 도 1a 및 도 5a에 도시된 위치를 취한다.

도시된 예에서, 중공 샤프트(23)의 벽(22)은, 원형 링 형상 단면을 구비한다. 벽(22)의 외측 직경은, 보강체(15)의 리셉터클(17)의 직경에 대응하며, 그리고 처리 유닛(5)의 압력 부재(6)의 직경과 일치한다. 벽(22)의 내측 직경은, 처리 유닛(5)의 심봉(7)의 직경에 대응한다. 보강체(15)의 리셉터클(17) 내로 미끄럼 이동하게 되는 중공 샤프트(23)는 그에 따라, 반경 방향으로 유격 없이 심봉(7) 상에 놓이게 된다. 외측면 상에서, 중공 샤프트(23)의 벽(22)은, 리셉터클(17)의 리셉터클 벽(18)과 직접적으로 인접하게 배열된다. 축 방향으로, 중공 샤프트(23)는, 벽(22)의 반경방향 끝단 면(24)을 통해, 이동 축(11)을 따라 연장되는 압력 부재(6)의 쇼울더부(8) 상에 놓인다.

이러한 상태의 기초 상에서, 펀치(4)는, 펀치(4)의 반경방향 끝단 면(25)이 중공 샤프트(23)의 벽(22)의 반경방향 끝단 면(26)과 접촉하며 그리고 중공 샤프트(23)가 결과적으로 작은 크기의 힘에 의해 한편으로 처리 유닛(5)의 압력 부재(6) 또는 쇼울더부(8)와 다른 한편으로 펀치(4) 사이에 파지될 때까지, 중공 샤프트(23)를 향해 축 방향으로 모터 구동기(13) 또는 모터 구동 유닛(10)에 의해 전진하게 된다. 압력 부재(6)로부터 멀리 떨어진 심봉(7)의 끝단은, 펀치(4)가 이동함에 따라, 축 방향으로 펀치 캐비티(9)에 진입한다.

모터 구동기(13) 또는 모터 구동 유닛(10)에 의해 실행되는 펀치(4)의 전진 이동은, 수치 제어부(14)에 의해 경로-제어 및 힘-제어 양자 모두 수행될 수 있다. 경로-의존 제어의 경우에, 펀치(4)는, 자체의 초기 위치로부터 출발하여, 한정된 경로 길이에 걸쳐 축 방향으로, 이동하게 된다. 힘-의존 제어의 경우에, 펀치(4)의 반경방향 끝단 면(25)이 중공 샤프트(23)의 벽(22)의 반경방향 끝단 면(26)을 타격할 때 야기되는, 펀치(4)의 동력 전달 장치에서의 힘의 상승은, 전진 이동의 종료를 나타낸다.

펀치(4)의 설명된 전진 이동은, 도 1a 내지 도 4b에 따른 방법 및 도 5a 내지 도 8b에 따른 방법 양자 모두에서 실행된다. 펀치(4)의 전진 이동의 종료 시에 야기되는 상태는, 도 1a, 도 1b 그리고 도 5a, 도 5b에 도시된다. 후속의 방법 단계들은 서로 상이하다.

도 1a 내지 도 4b에 따른 방법에서, 도 1a 및 도 1b에 따른 상태로부터 출발하여, 축 방향으로의 압축 이동이, 압력 부재(6)가, 축 방향으로 고정 상태인, 펀치(4)를 향해 축 방향으로 이동하게 됨에 의해, 펀치(4) 및 압력 부재(6)에 의해 실행된다. 압축 이동으로 인해, 중공 샤프트(23)의 벽(22)의 재료가, 벽(22)에서의 작용 지점들 사이에서, 즉 벽(22)의 반경방향 끝단 면들(24, 26) 사이에서, 가소화되며, 그리고 벽(22)의 가소화된 재료는, 벽(22)의 작용 지점들 사이 또는 반경방향 끝단 면들(24, 26) 사이에 배열되는, 보강체(15)의 팽창 공간(21) 내로 유동한다. 임의의 다른 재료 유동이, 중공 샤프트(23)의 벽(22)의 내측 지지 몸체로서 기능하는, 그리고, 자체의 축-평행 측방 표면으로, 벽(22)의 지지 몸체 면 또는 내측 지지 면을 형성하며 그리고 이러한 면에 의해 중공 샤프트(23)의 벽(22)을 반경 방향으로 지지하는, 심봉(7)에 의해 벽(22)의 내측면에서 방지된다. 리셉터클 벽(18)의 제1 부분 길이(19)는 따라서, 벽(22)의 외측면 상에 작용한다. 리셉터클 벽(18)의 제1 부분 길이(19)는 벽(22)의 외측 지지 면을 형성하고, 이 외측 지지 면은, 벽(22)과 평행하게 연장되며 그리고 그에 따라 중공 샤프트(23)의 벽(22)을 마찬가지로 반경 방향으로 지지한다.

압축 이동, 즉 성형 도구(16)의 고정형 펀치(4)에 대해 압력 부재(6)에 의해 축 방향으로 실행되는 이동은, 그에 따라 벽(22)의 두꺼운 부분(27)을 형성하도록, 보강체(15)의 팽창 공간(21)이 벽(22)의 가소화된 재료로 채워지자마자 종료하며, 그리고 그에 따라 도 2a 및 도 2b에 따른 방법 단계가 도달된다.

경로 제어 및 힘 제어 양자 모두가 또한, 펀치(4)의 그리고 압력 부재(6)의 설명된 압축 이동을 위해 고려될 수 있다. 경로 제어를 위해, 모터 구동기(13)의 수치 제어부(14) 내에, 예를 들어 경험적으로 결정되는, 압력 부재(6)의 이동 경로 길이를 저장하는 것이 필요하다. 압력 부재(6)가 사전한정된 경로 길이에 걸쳐 축 방향으로 이동하자마자, 압력 부재(6)의 이동을 위해 사용되는 모터 구동 유닛(12)은 정지된다.

압축 이동의 힘 제어의 경우에, 압력 부재(6)를 위한 모터 구동 유닛(12)은, 보강체(15)의 팽창 공간(21)이 벽(22)의 가소화된 재료로 채워지며 그리고 축 방향으로의 중공 샤프트(23)의 추가적 전진이 결과적으로 차단될 때 생성되는, 모터 구동력의 상승이, 모터 구동 유닛(12) 상의 상응하는 센서 시스템에 의해 검출되자마자, 스위치 오프된다.

도 2a 및 도 2b에 따른 방법 단계로부터 진행하여, 펀치(4)는, 모터 구동 유닛(10)에 의해, 경로 길이만큼, 경로 제어 방식으로 축 방향으로 중공 샤프트(23)의 벽(22)의 반경방향 끝단 면(26)에 대해, 후진 이동하며, 상기 경로 길이에, 걸쳐 벽(22)의 두꺼운 부분(27)이 후속 성형 프로세스에서 축 방향으로 길어지게 된다.

일단 펀치(4)가 축 방향으로 자체의 목표 위치에 도달하면, 모터 구동 유닛(10)은 정지되며, 그리고 새로운 압축 이동이, 모터 구동 유닛(12)에 의해 이상에 설명된 방식으로 실행된다. 여기서, 압력 부재(6)는, 펀치(4)의 앞선 후퇴 이동으로 인해 확대된 보강체(15)의 팽창 공간(21)이 중공 샤프트(23)의 벽(22)의 가소화된 재료로 다시 완전히 채워지며 그리고 그에 따라 도 3a 및 도 3b에 따른 상태가 제공될 때까지, 모터 구동 유닛(12)에 의해, 축 방향으로 고정 상태인, 펀치(4)에 대해 경로-제어 또는 힘-제어 방식으로 축 방향으로 다시 전진하게 된다.

설명된 프로세스는, 중공 샤프트(23)의 벽(22)에 생성되는 두꺼운 부분(27)이 축 방향으로 요구되는 길이를 구비할 때까지, 반복된다. 간헐적으로 실행되는, 전체 압축 이동 도중에, 압력 부재(6)는, 펀치 캐비티(9)의 내부공간 내에서 축 방향으로 심봉(7)을 통해 안내된다. 도시된 예에서, 축 방향으로 외측면 상에서 파동-유사 방식으로 연장되는 두꺼운 부분(27)이, 보강체(15)의 팽창 공간(21) 내에서 중공 샤프트(23)의 벽(22) 상에 형성된다. 펀치(4) 및 압력 부재(6)에 의해 실행되는 압축 이동의 각각의 압축 행정들(compression strokes)에 의해, 두꺼운 부분(27)의 축방향 파동 부분들 중의 하나가, 생성된다. 파동 형상은, 성형 프로세스에 뒤따르는 후속의 2차적 프로세스에 의해, 필요에 따라 부드러워질 수 있다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 성형 프로세스의 종료 시의 상태로부터 진행하여, 펀치(4)는, 성형 프로세스의 시작 이전에 취하게 되는 초기 위치로, 보강체(15)에 대해 축 방향으로 신속하게 후진 이동하게 된다. 펀치(4)의 이동과 동시에, 또는 펀치의 이동에 뒤따라, 처리 유닛(5)은, 중공 샤프트(23)가, 적어도 부분적으로 보강체(15) 외부에 배열되며 그리고 그에 따라 성형 도구(16)로부터의 제거를 위해 접근 가능할 때까지, 모터 구동 유닛(12)을 구동함에 의해, 심봉(7) 상에 놓이는 중공 샤프트(23)와 함께, 축 방향으로 전진하게 된다.

또한, 성형된 중공 샤프트(23)를 제거하는 것이, 기계적으로 실행될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 도 4a에 매우 개략적으로 도시되는 바와 같은, 파지 쉘들(clamping shells)(28, 29)이 사용될 수 있다. 파지 쉘들(28, 29)은, 상응하는 수치적으로 제어되는 구동 장치에 의해, 도 4a에 도시되는 양방향 화살표들의 방향으로, 성형된 중공 샤프트(23)의 반경 방향으로 이동하게 될 수 있다.

성형된 중공 샤프트(23)가, 모터 구동 유닛(12)에 의해 축 방향으로 보강체(15) 밖으로 충분히 밀리게 되면, 파지 쉘들(28, 29)은, 이들이 두꺼운 부분(27) 뒤쪽에서 중공 샤프트(23)를 파지할 때까지, 중공 샤프트(23)의 반경 방향으로 서로를 향해 이동하게 된다. 모터 구동 유닛(12)을 구동함에 의해, 처리 유닛(5)은 이때 축 방향으로 후퇴 이동하게 되며, 그리고 심봉(7)은 그에 따라, 중공 샤프트(23)의 내부공간으로부터 제거된다. 일단 심봉(7)이 중공 샤프트(23)의 캐비티를 떠나면, 성형된 중공 샤프트(23)가, 파지 쉘들(28, 29)에 의해 성형 기계(1)로부터 제거될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 파지 쉘들(28, 29)은, 축 방향으로 이동 가능할 수 있으며 및/또는 선회 가능할 수 있다. 반대 방향으로의 파지 쉘들(28, 29)의 상응하는 이동에 의해, 아직 변형되지 않은 중공 샤프트가 이어서, 이상에 설명된 유형의 다른 성형 프로세스를 시작하기 위해, 성형 기계(1) 또는 성형 도구(16) 내로 도입될 수 있다.

도 5a 내지 도 8b에 따른 방법에서, 압축 이동이, 모터 구동 유닛(12)에 의해, 축 방향으로 고정 상태에 놓이는 펀치(4)에 대해 축 방향으로 이동하게 되는, 압력 부재(6)에 의해, 도 5a 및 도 5b에 따른 상태로부터 시작하여, 먼저 실행된다. 압력 부재(6)와 펀치(4)의 상대 이동의 결과로서, 보강체(15)의 팽창 공간(21)이 중공 샤프트(23)의 벽(22)의 가소화된 재료로 채워지고, 그에 따라 두꺼운 부분(27)을 형성하면, 모터 구동 유닛(12)은 이때 정지되지 않으며 그리고 펀치(4)는 중공 샤프트(23)의 벽(22)의 반경방향 끝단 면(26)에 대해 후퇴되지 않는다.

대신에, 보강체(15)의 팽창 공간(21)이 벽(22)의 가소화된 재료로 제1 시간 동안 채워지자마자 그리고 그에 따라 도 6a 및 도 6b에 따른 방법 단계가 도달되자마자, 펀치(4)의 축 방향으로의 이동이, 이미 진행중인 압력 부재(6)의 이동에 부가하여 개시된다. 펀치(4)의 부가적인 이동은, 압력 부재(6)가 자체의 초기 위치로부터 시작하여 축 방향으로 한정된 경로 길이에 걸쳐 이동되자마자 경로-제어방식으로, 또는 보강체(15)의 팽창 공간(21)이 벽(22)의 가소화된 재료로 채워지며 그리고 결과적으로 모터 구동 유닛(12)에 의해 가해지는 성형력의 상승이 검출되자마자 힘-제어 방식으로, 촉발된다.

펀치(4)의 그리고 압력 부재(6)의 조합된 이동은, 단지 압력 부재(6)만이 축 방향으로 이동하게 되는 제1 이동 국면(first movement phase)을 끊어짐 없이 뒤따른다.

펀치(4) 및 압력 부재(6)가 함께 축 방향으로 이동하게 되는 압축 이동의 국면에서, 펀치(4) 및 압력 부재(6)는, 동일한 방향으로 이동하지만, 압력 부재(6)는, 펀치(4)보다 더 높은 속도로 이동하게 된다. 속도 차의 결과로서, 압축력이, 펀치(4) 및 압력 부재(6)에 의해, 중공 샤프트(23)의 벽(22) 상에 축 방향으로 가해지며, 그러한 압축력으로 인해, 벽(22)의 일부 재료가 가소화된다. 펀치(4) 및 압력 부재(6)가 축 방향으로 함께 이동하기 때문에 그리고, 이러한 이동이, 축 방향으로 고정 상태에 놓이는 보강체(15)에 대해 실행되기 때문에, 펀치(4)에 의해 경계한정되는 보강체(15)의 팽창 공간(21)은, 압축 이동 도중에 더 커진다. 팽창 공간(21)의 크기는, 축 방향으로 증가한다. 벽(22)의 가소화된 재료가, 팽창 공간(21) 내로 계속해서 유동한다. 이러한 방식으로, 두꺼운 부분(27)이, 중공 샤프트(23)의 벽(22)의 관련 축방향 단부에, 요구되는 축방향 길이에 걸쳐 생성된다. 여기서, 벽(22)은, 심봉(7)에 의해 자체의 내측면 상에서 그리고, 리셉터클 벽(18)의 제1 부분 길이(19)에 의해 자체의 외측면 상에서, 반경 방향으로 지지된다.

연속적인 압축 이동으로 실행되는 펀치(4)의 그리고 압력 부재(6)의 상대 이동 및, 압축 이동으로 동시에 실행되는 상대 이동인, 펀치(4)와, 한편으로 압력 부재(6) 사이의 그리고 다른 한편으로 축 방향으로 고정 상태에 놓이는 보강체(15) 사이의 상대 이동은, 성형 프로세스의 과정 도중에 축 방향으로 더 길어지는 보강체(15)의 팽창 공간(21)이 벽(22)의 가소화된 재료로 영구적으로 완전히 채워지는 방식으로, 제어된다. 결과적으로, 두꺼운 부분(27)이, 축 방향으로 평평하며 그리고 팽창 공간(21)의 벽을 정확하게 재현하는 축방향 평행 외측 면을 구비하도록, 전체 축방향 길이에 걸쳐 생성된다.

도 7a 및 도 7b에서, 중공 샤프트(23)의 벽(22) 상의 두꺼운 부분(27)은, 도 6a 및 도 6b에 따른 상태와 비교하여 축 방향으로 길어지지만, 두꺼운 부분(27)의 최종 길이는 아직 도달되지 않았다. 자체의 최종 축방향 길이를 갖는, 중공 샤프트(23)의 벽(22)의 관련 축방향 단부에서의 두꺼운 부분(27)이, 도 8a 및 도 8b에 도시된다.

도 8a 및 도 8b에 따른 방법 단계에 도달하면, 펀치(4)의 속도는, 펀치(4)의 속도가 압력 부재(6)의 속도를 초과하는 방식으로, 모터 구동 유닛(10)을 상응하게 제어함에 의해 증가된다. 결과적으로, 펀치(4)는, 자체의 반경방향 끝단 면(25)이 벽(22)의 반경방향 끝단 면(26)으로부터 떨어지도록 상승하며, 그리고 보강체(15)로부터 떨어진 자체의 초기 위치로 축 방향으로 신속하게 이동한다. 동시에, 성형된 중공 샤프트(23)는, 변화없는 축 방향으로의 자체의 이동을 계속하는, 처리 유닛(5)에 의해 보강체(15) 밖으로 밀리게 된다. 보강체(15) 외부에 배열되는 중공 샤프트(23)는, 파지 쉘들(28, 29)(도 8a 및 도 8b에 도시되지 않음)에 의해 이상에 설명된 방식으로 파지될 수 있으며, 그리고 성형 도구(16)로부터 또는 성형 기계(1)로부터 제거될 수 있다. 처리되어야 할 중공 샤프트(23)가 이어서, 파지 쉘들(28, 29)에 의해 성형 도구(16)로 공급될 수 있다.

도 1a 내지 도 4b에 따른 그리고 도 5a 내지 도 8b에 따른 접근법으로부터의 일탈에서, 펀치(4) 및 압력 부재(6)에 대해 축 방향으로 보강체(15)에 의해 실행되는 축방향 이동이, 펀치(4) 및 압력 부재(6)에 의해 실행되는 압축 이동에 중첩될 수 있다. 보강체(15)의 축방향 이동이 적절하게 제어될 때, 보강체(15)에서 팽창 공간(21)의 크기가 축 방향으로 증가하며 그리고, 펀치(4)의 그리고 압력 부재(6)의 압축 이동으로 인해 형성되는, 중공 샤프트(23)의 벽(22) 상의 두꺼운 부분(27)이 축 방향으로 길어질 수 있다.

도 9a 내지 도 12b에 도시된 방법은, 도 1a 내지 도 4b에 따른 그리고 도 5a 내지 도 8b에 따른 방법과 자체의 주요 순서의 관점에서 일치한다. 또한 도 9a 내지 도 12b에 따라, 중공 샤프트(23)의 벽(22)이, 축 방향으로 이동 축(11)을 따라 실행되는, 펀치(4)의 그리고 압력 부재(6)의 압축 이동에 의해 가소화되며, 그리고 벽(22)의 가소화된 재료는, 두꺼운 부분(27)을 형성한다.

도 1a 내지 도 4b 그리고 도 5a 내지 도 8b에 따른 방법에 대한 일탈에서, 두꺼운 부분(27)이, 도 9a 내지 도 12b에 따른 방법에서, 벽(22) 또는 중공 샤프트(23)의 축방향 단부들 양자 모두에 생성된다. 이러한 목적을 위해, 비록 도 1a 내지 도 8b의 성형 도구(16)와 기본적으로 상이하지 않지만 설계 세부사항의 관점에서 그로부터 상이한 성형 도구인, 성형 도구(30)가, 도 9a 내지 도 12b에 따라 사용된다.

도 1a 내지 도 8b에 따른 성형 도구(16)와 다르게, 성형 도구(30)는, 외측 몰드로서 복수 부품형 보강체(31)를 구비한다. 보강체(31)는, 반경 방향 및 축 방향 양자 모두로 분할된다. 반경 방향으로의 분할로 인해, 보강체(31)는, 제1 보강체 유닛(32)의 형태의 제1 축방향 외측 몰드 부품 및 제2 보강체 유닛(33)의 형태의 제2 축방향 외측 몰드 부품을 포함한다. 제1 보강체 유닛(32)은 결국, 2개의 횡방향 외측 몰드 부품 또는 보강체 부품(34, 35)을 형성하기 위해 축 방향으로 분할된다. 도 9a에서, 제1 보강체 유닛(32)의 2개의 횡방향 보강체 부품(34, 35) 사이의 분리 접합부가, 도면 평면에 수직으로 이동 축(11)을 따라 연장된다. 제1 보강체 유닛(32)을, 2개의 외측 몰드 부품 또는 보강체 부품으로, 특히 4개 또는 6개의 횡방향 외측 몰드 부품 또는 보강체 부품으로, 분할하는 것이, 고려될 수 있다.

보강체(31)의 제2 보강체 유닛(33)은 단일 부품으로 형성된다.

중공 샤프트(23)의 벽(22)을 위해, 보강체(31) 상에 제공되는, 리셉터클(17)의, 그의 벽이 축 방향으로 축 평행하게 연장되는 것인, 팽창 공간(21)의 단지 일부만이, 제2 보강체 유닛(33) 상에 배열된다. 제1 보강체 유닛(32)은, 리셉터클 벽(18)의 제1 부분 길이(19) 및, 리셉터클 벽(18)의 제1 부분 길이(19)와 제2 보강체 유닛(33) 상에 제공되는 팽창 공간(21)의 부분 사이의, 전이 구역을 포함한다. 통상적인 설계(미도시)의 수치 제어 모터 구동기에 의해, 제1 보강체 유닛(32)의 횡방향 보강체 부품들(34, 35)이, 보강체(31)를 개방하고 폐쇄하기 위해, 반경 방향으로 서로에 대해 이동하게 되거나 또는 위치설정될 수 있다. 도 9a에서, 횡방향 보강체 부품들(34, 35)의 상대 이동 가능성이, 양방향 화살표들에 의해 지시된다.

성형 도구(30)에 의해 실행되는 성형 방법의 도 9a 및 도 9b에 도시된 단계에서, 두꺼운 부분(27)이 이미, 중공 샤프트(23)의 축방향 단부에 생성되었다. 관련 성형 프로세스는, 그의 순서의 관점에서, 도 1a 내지 도 4b 그리고 도 5a 내지 도 8b에 관해 이상에 설명된 방법 중의 하나에 대응한다. 복수 부품형 성형 도구(30)는 여기에서, 도 1a 내지 도 8b의 단일 부품형 성형 도구(16)와 동일한 방식으로 사용되었다.

일단 두꺼운 부분(27)이 완성되면, 성형 도구(30)의 펀치가, 보강체(31)로부터 떨어진 위치로 축 방향으로 이동되었다. 두꺼운 부분(27)을 갖도록 제공되는 중공 샤프트(23)는 이어서, 보강체(31)로부터 제거되었다. 이러한 목적을 위해, 심봉(7)이 먼저, 처리 유닛(5)의 상응하는 축방향 이동에 의해 (도 9a에서 하방으로) 중공 샤프트(23)의 내부공간 밖으로 이동되었다. 중공 샤프트(23)는, 리셉터클 벽(18)의 제1 부분 길이(19)에 대해 반경 방향으로 돌출하는 두꺼운 부분(27)에 의해 제1 보강체 유닛(32)의 상측 측부 상에서 지지되었다. 제1 보강체 유닛(32)의 횡방향 보강체 부품들(34, 35)이 이어서, 제2 보강체 유닛(33)에서 팽창 공간(21) 밖으로 축 방향으로 두꺼운 부분(27)을 제거할 수 있는 그리고 두꺼운 부분(27)을 갖는 중공 샤프트(23)가 축 방향으로의 이동과 더불어 제1 보강체 유닛(32)을 통과할 수 있는, 그러한 정도까지, 반경 방향으로 서로로부터 멀어지게 이동되었다. 하나의 단부에 먼저 형성된 두꺼운 부분(27)을 갖는, 중공 샤프트(23)는 이어서, 보강체(31) 밖에서 180도 회전되었으며, 그리고 처리 유닛(5)의 심봉(7) 상으로 슬라이딩되었다. 심봉(7) 상에 놓이며 그리고 압력 부재(6) 상에 축 방향으로 지지되는 중공 샤프트(23)와 함께, 처리 유닛(5)이 이어서, 여전히 개방되어 있는, 제1 보강체 유닛(32) 내로 축 방향으로 슬라이딩되었다. 제1 보강체 유닛(32)은 이어서, 반경 방향으로의 횡방향 보강체 부품들(34, 35)의 상응하는 상대 이동에 의해 폐쇄되었다. 마지막으로, 하나의 단부에 형성된 중공 샤프트(23)는, 성형 도구(30)의 펀치(4)의 이동에 의해, 한편으로 압력 부재(6) 또는 처리 유닛(5)의 쇼울더부(8)와 다른 한편으로 펀치(4) 사이에서 작은 크기의 힘으로, 축 방향으로 파지되었다. 이는 이어서, 도 9a 및 도 9b에 따른 상태로 야기된다.

이러한 상태로부터 진행하여, 벽(22)의 두꺼운 부분(27)이, 도 1a 내지 도 4b에 관해 이상에 설명된 그리고 10a 내지 도 12b에 도시된 방법에 따라, 중공 샤프트(23)의 제2 축방향 단부에 생성된다. 대안적으로, 도 5a 내지 도 8b에 따른 방법이 또한, 중공 샤프트(23)의 벽(22)의 제2 두꺼운 부분(27)을 생성하기 위해 사용될 수 있다.

일단 제2 두꺼운 부분(27)이 생성되고 나면, 중공 샤프트(23)는, 보강체(31) 밖으로 제거되며 그리고 이어서 성형 도구(30) 또는 성형 기계(1)로부터 멀어지게 운반된다. 양단부 모두에서 성형되는 벽(22)을 갖는 중공 샤프트(23)의 제거에 관한 순서는, 하나의 축방향 단부에서만 성형되는 중공 샤프트(23)의 제거에 관해, 이상에 상세하게 설명된 순서에 대응한다.

하나의 단부에서 성형되는 중공 샤프트(23) 및 양 축방향 단부 모두에서 성형되는 중공 샤프트(23)는 양자 모두, 제조 방법 이내의 2차적 처리에 종속될 수 있다. 특히, 나사 또는 기어 톱니와 같은 특별한 기능적 요소들이, 중공 샤프트(23)의 벽(22)의 두꺼운 부분(들)(27) 상에 생성되는 것이, 고려될 수 있다.

Claims (30)

1. 중공 몸체(23)의 소성 변형 가능한 중공 몸체 벽(22)을 두껍게 하기 위한 방법으로서, 중공 몸체 벽(22)은, 중공 몸체 벽(22)에 의해 경계한정되는 캐비티인, 중공 몸체(23)의, 캐비티의 캐비티 축을 따라, 축 방향으로 연장되는 것인, 중공 몸체 벽을 두껍게 하기 위한 방법에 있어서,
   - 두꺼워지지 않은 중공 몸체 벽(22)을 갖는 중공 몸체(23)가, 리셉터클 벽(18)을 갖도록 제공되는 리셉터클인, 외측 몰드(15, 31)의 리셉터클(17) 내에, 리셉터클 벽(18)이, 중공 몸체 벽(22)의 외측면 상에서 축 방향으로 연장되도록 그리고, 축 방향으로 연장되는 제1 부분 길이(19)에 의해, 두꺼워지지 않은 중공 몸체 벽을 위한, 중공 몸체 벽(22)과 평행하게 연장되는, 외측 지지 면을 형성하도록, 그리고 축 방향으로 연장되는 제2 부분 길이(20)에 의해, 외측 몰드(15, 31)의 팽창 공간(21)을 경계한정하도록 하는 방식으로, 배열되고, 리셉터클 벽(18)의 제2 부분 길이(20)는, 리셉터클(17)을 확대하도록 그리고 팽창 공간(21)을 형성하도록, 리셉터클 벽(18)의 제1 부분 길이(19)에 대해 반경 방향 외향으로 치우치고,
   - 내측 지지 몸체(7)가, 내측 지지 몸체(7)가, 중공 몸체 벽(22)의 내측면 상에서 축 방향으로 연장되는 지지 몸체 면에 의해, 중공 몸체 벽(22)을 위한 내측 지지 면을 형성하도록, 내측 지지 몸체(7)의 상기 내측 지지 면이, 상기 외측 지지 면의 레벨에 그리고 또한 외측 몰드(15, 31)의 팽창 공간(21)의 레벨에 축 방향으로 배열되도록 하는 방식으로, 두꺼워지지 않은 중공 몸체 벽(22)의 내측면 상에 배열되며,
   - 외측 몰드(15, 31)의 외측 지지 면 상에서의 두꺼워지지 않은 중공 몸체 벽(22)의 효과적인 반경 방향 지지 및 내측 지지 몸체(7)의 내측 지지 면 상에서의 중공 몸체 벽(22)의 효과적인 반경 방향 지지에 의해, 중공 몸체(23)는, 작용 지점들에서 2개의 작용 부재(4, 6)에 의해, 각각의 경우에 축 방향으로, 압축력을 받게 되는 것을, 작용 부재들(4, 6)은, 연속적인 압축 이동과 더불어 축 방향으로 서로를 향해 이동하게 되고, 중공 몸체(23) 상의 작용 지점들은, 축 방향으로 서로로부터 이격되며, 그리고 외측 몰드(15, 31)의 팽창 공간(21)은 작용 지점들 사이에 배열되고, 작용 부재들(4, 6)은 중공 몸체 벽(22)의 외측면에 대해 반경 방향 외향으로 돌출하며 그리고 외측 몰드(15, 31)의 팽창 공간(21)을 축 방향으로 경계한정하고,
   - 작용 부재들(4, 6)의 압축 이동으로 인해, 작용 지점들 사이의 중공 몸체 벽(22)의 재료가, 외측 몰드(15, 31)의 팽창 공간(21)의 구역에서, 가소화되며, 그리고, 중공 몸체 벽(22)의 가소화된 재료는, 외측 몰드(15, 31)의 팽창 공간(21) 내로 유동하고, 그에 따라 중공 몸체 벽(22)을 두껍게 하며,
   한편으로 작용 부재들(4, 6) 및 다른 한편으로 외측 몰드(15, 31)의 축방향 상대 이동이, 작용 부재들(4, 6)의 연속적인 압축 이동에 부가하여 축 방향으로 실행되고,
   - 연속적인 압축 이동과 동시에, 작용 부재들(4, 6)이 축 방향으로 고정 상태에 놓이는 외측 몰드(15, 31)에 대해 상대 이동되거나, 또는
   - 외측 몰드(15, 31)의 축방향 이동은, 외측 몰드(15, 31)의 축방향 이동이 작용 부재들(4, 6)의 연속적인 압축 이동에 중첩되는 축방향으로 실행되고,
   작용 부재들(4, 6) 및 외측 몰드(15, 31)의 축방향 상대 이동으로 인해, 외측 몰드(15, 31)의 팽창 공간(21)의 축 방향으로의 크기가 변화하는 것을 특징으로 하는 중공 몸체 벽을 두껍게 하는 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   작용 부재들(4, 6)은,
   - 작용 부재들(4, 6) 중의 하나가, 축 방향으로 고정 상태에 놓이는 다른 하나의 작용 부재(4, 6)를 향해 이동하게 됨에 의한 것,
   - 2개의 작용 부재(4, 6)가, 동시에 그리고 반대 방향으로 축 방향으로 이동하게 됨에 의한 것, 및
   - 2개의 작용 부재(4, 6)가, 동시에 그리고 동일한 방향으로 그리고 상이한 속도로 축 방향으로 이동하게 됨에 의한 것,
   과 같은 방식들 중 하나에 의한, 압축 이동에 의해, 축 방향으로 서로를 향해 이동하게 되는 것을 특징으로 하는 중공 몸체 벽을 두껍게 하는 방법.
3. 제 1항에 있어서,
   작용 부재들(4, 6)의 압축 이동은, 경로-제어 또는 힘-제어되거나, 또는 경로 및 힘-제어되는 것을 특징으로 하는 중공 몸체 벽을 두껍게 하는 방법.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   중공 몸체(23)는, 중공 몸체(23)의 반경방향 끝단 면(24, 26)의 작용 지점에서 작용 부재들(4, 6) 중의 적어도 하나에 의한 압축력을 축 방향으로 받는 것을 특징으로 하는 중공 몸체 벽을 두껍게 하는 방법.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   중공 몸체(23)는, 내측 지지 몸체(7)와 하나의 부품으로 형성되는 작용 부재(6)에 의한 압축력을 축 방향으로 받는 것을 특징으로 하는 중공 몸체 벽을 두껍게 하는 방법.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   중공 몸체(23)는, 축 방향으로 연장되고, 적어도 내측 지지 몸체(7)를 향해 개방되며, 그리고 내측 지지 몸체(7)를 수용하도록 구성되는, 부재 캐비티(9)를 갖도록 제공되며 그리고 중공 부재로서 형성되는, 작용 부재(4)에 의한 압축력을 축 방향으로 받는 것을 특징으로 하는 중공 몸체 벽을 두껍게 하는 방법.
7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   두꺼워진 중공 몸체 벽(22)은, 두꺼워진 중공 몸체 벽(22) 및 외측 몰드(15, 31)에 의해 축 방향으로 실행되는 상대 이동에 의해, 외측 몰드(15, 31)로부터 제거되는 것을 특징으로 하는 중공 몸체 벽을 두껍게 하는 방법.
8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   중공 몸체 벽(22)은, 중공 몸체 벽(22)이, 축 방향으로 서로로부터 치우친 복수의 지점들에서 두꺼워짐에 의해, 축 방향으로 서로로부터 치우친 복수의 두꺼운 부분(27)을 연속적으로 갖도록 제공되는 것을 특징으로 하는 중공 몸체 벽을 두껍게 하는 방법.
9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   두꺼워진 중공 몸체 벽(22)은, 축 방향으로 외측 몰드(31)를 분할함에 의해 형성되는 외측 몰드 부품들(34, 35)이, 외측 몰드(31)를 개방하기 위해 반경 방향으로 서로에 대해 이동하게 됨에 의해, 외측 몰드(31)로부터 제거되는 것을 특징으로 하는 중공 몸체 벽을 두껍게 하는 방법.
10. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    중공 몸체(23)의 소성 변형 가능한 중공 몸체 벽(22)은, 부분적으로 두꺼워지는 것을 특징으로 하는 중공 몸체 벽을 두껍게 하는 방법.
11. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    외측 몰드(15, 31)의 팽창 공간(21)의 축 방향으로의 크기는, 작용 부재들(4, 6) 및 외측 몰드(15, 31)의 축방향 상대 이동으로 인해, 증가하는 것을 특징으로 하는 중공 몸체 벽을 두껍게 하는 방법.
12. 제 8항에 있어서,
    축 방향으로 서로로부터 치우친 복수의 두꺼운 부분 갖도록 제공되는 중공 몸체 벽(22)은, 축 방향으로 외측 몰드(31)를 분할함에 의해 형성되는 외측 몰드 부품들(34, 35)이, 외측 몰드(31)를 개방하기 위해 반경 방향으로 서로에 대해 이동하게 됨에 의해, 외측 몰드(31)로부터 제거되는 것을 특징으로 하는 중공 몸체 벽을 두껍게 하는 방법.
13. 캐비티를 경계한정하며 그리고 캐비티의 캐비티 축을 따라 축 방향으로 연장되는 중공 몸체 벽(22)을 구비하는 중공 몸체(23)를 생성하기 위한 제조 방법으로서,
    중공 몸체 벽(22)은, 제 1항 또는 제 2항에 따른 방법에 의해 두꺼워지며, 그리고 그에 따라 정해진 길이에 걸쳐 축 방향으로 연장되는 두꺼운 부분(27)을 갖도록 제공되는 것을 특징으로 하는 중공 몸체 제조 방법.
14. 제 13항에 있어서,
    중공 몸체 벽(22)의 두꺼운 부분(27)은, 적어도 하나의 기능적 요소를 갖도록 제공되는 것을 특징으로 하는 중공 몸체 제조 방법.
15. 제 13항에 있어서,
    중공 스티어링 샤프트(hollow steering shaft)가, 중공 몸체(23)로서 생성되는 것을 특징으로 하는 중공 몸체 제조 방법.
16. 제 13항에 있어서,
    중공 몸체 벽(22)은, 부분적으로 두꺼워지는 것을 특징으로 하는 중공 몸체 제조 방법.
17. 제 14항에 있어서,
    중공 몸체 벽(22)의 두꺼운 부분(27)은, 톱니 또는 나사의 형태의 적어도 하나의 기능적 요소를 갖도록 제공되는 것을 특징으로 하는 중공 몸체 제조 방법.
18. 중공 몸체(23)의 소성 변형 가능한 중공 몸체 벽(22)을 두껍게 하기 위한 장치로서, 중공 몸체 벽(22)은, 중공 몸체 벽(22)에 의해 경계한정되는 캐비티인, 중공 몸체(23)의, 캐비티의 캐비티 축을 따라, 축 방향으로 연장되는 것인, 중공 몸체 벽을 두껍게 하기 위한 장치에 있어서,
    - 중공 몸체 벽의 외측면과 연관되는 리셉터클 벽(18)을 포함하는 리셉터클인, 중공 몸체 벽(22)을 위해 제공되는 리셉터클(17)을 구비하는, 외측 몰드(15, 31)로서, 상기 리셉터클 벽은, 축 방향으로 연장되는 제1 부분 길이(19)에 의해, 두꺼워지지 않은 중공 몸체 벽(22)을 위한 외측 지지 면을 형성하며 그리고, 축 방향으로 연장되는 제2 부분 길이(20)에 의해, 외측 몰드(15, 31)의 팽창 공간(21)을 경계한정하고, 리셉터클 벽(18)의 제2 부분 길이(20)는, 리셉터클(17)을 확대하도록 그리고 팽창 공간(21)을 형성하도록, 리셉터클 벽(18)의 제1 부분 길이(19)에 대해 반경 방향 외향으로 치우치게 되는 것인, 외측 몰드,
    - 중공 몸체 벽(22)의 내측면과 연관되며 그리고 축 방향으로 연장되는 지지 몸체 면에 의해, 중공 몸체 벽(22)을 위한 내측 지지 면을 형성하는 지지 몸체인, 중공 몸체 벽(22)의 내측면과 연관되는 내측 지지 몸체(7)로서, 내측 지지 몸체(7)의 상기 내측 지지 면은, 상기 외측 지지 면의 레벨에 그리고 또한 외측 몰드(15, 31)의 팽창 공간(21)의 레벨에 축 방향으로 배열될 수 있는 것인, 내측 지지 몸체,
    - 2개의 작용 부재(4, 6) 및 작용 부재들(4, 6)을 위한 제어 가능한 모터 구동기(13)로서, 두꺼워지지 않은 중공 몸체 벽(22)이 외측 몰드(15, 16)의 외측 지지 면 상에서 효과적으로 반경 방향으로 지지될 때 및 중공 몸체 벽(22)이 내측 지지 몸체(7)의 내측 지지 면 상에서 효과적으로 반경 방향으로 지지될 때, 중공 몸체(23)는, 작용 지점들에서 각각의 경우에 축 방향으로, 작용 부재들(4, 6)에 의한 압축력을 받을 수 있으며, 작용 부재들(4, 6)은, 모터 구동기(13)에 의한 연속적인 압축 이동과 더불어, 축 방향으로 서로를 향해 이동하게 될 수 있고, 중공 몸체(23) 상의 작용 지점들은, 축 방향으로 서로로부터 이격되며, 그리고 외측 몰드(15, 31)의 팽창 공간(21)은, 작용 지점들 사이에 배열되고, 작용 부재들(4, 6)은 중공 몸체 벽(22)의 외측면에 대해 반경 방향 외향으로 돌출되며 그리고 외측 몰드(15, 31)의 팽창 공간(21)을 축 방향으로 경계한정하고, 그리고 작용 부재들(4, 6)의 압축 이동으로 인해, 작용 지점들 사이의 중공 몸체 벽(22)의 재료가, 외측 몰드(15, 31)의 팽창 공간(21)의 구역에서 가소화될 수 있으며, 그리고 중공 몸체 벽(22)의 가소화된 재료는, 외측 몰드(15, 31)의 팽창 공간(21) 내로 유동하며, 그로 인해 중공 몸체 벽(22)을 두껍게 하는 것인, 2개의 작용 부재 및 모터 구동기
    를 포함하고,
    제어된 모터 구동기가 구비되고, 상기 제어된 모터 구동기는, 작용 부재들(4, 6)의 연속적인 압축 이동에 부가하여 축방향으로 실행되는, 한편으로 작용 부재들(4, 6) 및 다른 한편으로 외측 몰드(15, 31)의 축방향 상대 이동이 발생하도록 구성되며,
    - 상기 제어된 모터 구동기는, 연속적인 압축 이동과 동시에, 작용 부재들(4, 6)을 축 방향으로 고정 상태에 놓이는 외측 몰드(15, 31)에 대해 상대 이동시키거나, 또는
    - 상기 제어된 모터 구동기는, 축방향으로 실행되는 외측 몰드(15, 31)의 축방향 이동을 작용 부재들(4, 6)의 연속적인 압축 이동에 중첩시키고,
    작용 부재들(4, 6) 및 외측 몰드(15, 31)의 축방향 상대 이동으로 인해, 외측 몰드(15, 31)의 팽창 공간(21)의 축 방향으로의 크기가 변화하는 것을 특징으로 하는 중공 몸체 벽을 두껍게 하는 장치.
19. 제 18항에 있어서,
    외측 몰드(31)는, 축 방향으로 분할되어, 복수의 외측 몰드 부품(34, 35)을 형성하는 것을, 그리고 외측 몰드 부품들(34, 35)은, 외측 몰드(31)를 개방하기 위해, 반경 방향으로 서로에 대해 이동 가능한 것을 특징으로 하는 중공 몸체 벽을 두껍게 하는 장치.
20. 제 18항에 있어서,
    외측 몰드(31)는, 반경 방향으로 분할되어, 제1 축방향 외측 몰드 부품(32) 및 제2 축방향 외측 몰드 부품(33)을 형성하고, 두꺼워지지 않은 중공 몸체 벽(22)을 위한 외측 지지 면을 형성하는 리셉터클 벽(18)의 제1 부분 길이(19)는, 제1 축방향 외측 몰드 부품(32) 상에 제공되며 그리고 외측 몰드(31)의 팽창 공간(21)은, 제2 축방향 외측 몰드 부품(33) 상에 제공되는 것을, 그리고 제1 축방향 외측 몰드 부품(32)은, 축 방향으로 분할되어, 복수의 외측 몰드 부품(34, 35)을 형성하며, 그리고 제1 축방향 외측 몰드 부품(32)의 외측 몰드 부품들(34, 35)은, 제1 축방향 외측 몰드 부품(32)을 개방하기 위해, 반경 방향으로 서로에 대해 이동 가능한 것을 특징으로 하는 중공 몸체 벽을 두껍게 하는 장치.
21. 제 18항에 있어서,
    장치는, 부분적으로, 중공 몸체(23)의 소성 변형 가능한 중공 몸체 벽(22)을 두껍게 하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 중공 몸체 벽을 두껍게 하는 장치.
22. 제 19항에 있어서,
    장치는, 외측 몰드 부품들(34, 35)이 그에 의해 반경 방향으로 서로에 대해 이동 가능한 것인, 제어 가능한 모터 구동기를 구비하는 것을 특징으로 하는 중공 몸체 벽을 두껍게 하는 장치.
23. 제 20항에 있어서,
    장치는, 제1 축방향 외측 몰드 부품의 외측 몰드 부품들(34, 35)이 그에 의해 반경 방향으로 서로에 대해 이동 가능한 것인, 제어 가능한 모터 구동기를 구비하는 것을 특징으로 하는 중공 몸체 벽을 두껍게 하는 장치.
24. 캐비티를 한정하며 그리고 캐비티의 캐비티 축을 따라 축 방향으로 연장되는, 중공 몸체 벽(22)을 구비하는 중공 몸체(23)를 생산하기 위한 기계로서,
    제 18항 내지 제 23항 중 어느 한 항에 따른 장치에 의해 특징지어지는 것인 중공 몸체 생산 기계.
25. 제 24항에 있어서,
    기계는, 중공 몸체(23)로서 중공 스티어링 샤프트를 생산하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 중공 몸체 생산 기계.
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