KR102226591B1

KR102226591B1 - 스탬핑된 부품을 제조하기 위한 도구와 방법

Info

Publication number: KR102226591B1
Application number: KR1020140111663A
Authority: KR
Inventors: 안드레아스 마르티
Original assignee: 페인툴 인터내셔널 홀딩 에이쥐
Priority date: 2013-08-28
Filing date: 2014-08-26
Publication date: 2021-03-11
Also published as: EP2842653B1; KR20150026890A; US20150101385A1; JP6472190B2; JP2015044237A; CN104416056B; CN104416056A; EP2842653A1; US9669448B2

Abstract

본 발명은 스탬핑(stamping) 부품, 특히, 디스크 블랭크(13)의 외부 및 내부 컨투어(2, 4)를 절단하기 위한 적어도 하나의 스탬핑 또는 파인 블랭킹 스테이지(9)와, 상부 다이 부분(17)과 하부 다이 부분(18)으로 구분되고 상기 디스크 블랭크(13)를 파형 가공하며 절단하는 동안 발생되는 버(15)들을 압축하기 위한 적어도 하나의 파형 가공(corrugating) 및 엠보싱 스테이지(10)를 형성하는 상부 부분(7)과 하부 부분(8)을 포함하는 디스크를 제조하기 위한 도구 및 방법에 대한 것이다. 본 발명의 목적은 비용을 절감하면서, 파형 디스크들의 외부 톱니의 날카로운 에지와 형상 및 크기의 정확성을 증가시킬 수 있는 파형 디스크 제조용 도구 및 방법을 제공하는 것이다. 이 목적은 디스크 제조 도구에 의해 달성되는 데, 여기서 상기 상부 다이 부분(17)은 엠보싱 벨(19), 엠보싱면(40)이 구비되고 파형 프로파일(39)을 엠보싱면(45)에 가지는 스트리퍼 링(20), 및 내부 형상 엠보싱 부재(21)를 포함하며, 상기 하부 다이 부분(18)은 엠보싱면(45) 위에 파형 프로파일(46)을 가지는 엠보싱 앤빌(32)을 포함하며, 상기 엠보싱 벨(19)과 상기 내부 형상 엠보싱 부재(21)에는 각각 상기 스트리퍼 링(20)의 파형 프로파일(39)에 대해 스트로크 방향으로 배치된 엠보싱 지지부(38, 42)가 구비되므로, 상기 지지부들은 파형 가공 단계 이후에만 버(15)들을 파지할 수 있으며, 따라서 상기 파형 가공 단계는 버의 압축 전에 진행하며, 상기 디스크의 외부 및 내부 컨투어(2, 4)들은 위치를 변경할 수 없으나, 파형 가공 후에 버 측면(48) 위의 형상을 변경할 수 있다.

Description

스탬핑된 부품을 제조하기 위한 도구와 방법{Tool and Method for Producing Stamped Parts}

본 발명은 디스크 블랭크의 내부 및 외부 컨투어들을 절단하기 위한 적어도 하나의 스탬핑(stamping) 또는 파인 블랭킹 스테이지(fine blanking stage)와, 디스크 블랭크를 파형 형성하고 절단 동안 형성된 디스크 블랭크 위에 버들을 엠보싱하기 위하여 하부 다이 부분과 상부 다이 부분으로 분할되는 적어도 하나의 파형가공 및 엠보싱 스테이지를 형성하는 상부 부분과 하부 부분을 포함하는, 스탬핑된 부품 특히 디스크를 제조하기 위한 도구에 대한 것이다.

본 발명은 또한 스탬핑 또는 파인 블랭킹 스테이지에서 상부 부분과 하부 부분을 포함하는 도구 내측의 평탄한 스트립으로부터 제1 방법 단계에서 디스크 블랭크의 외부 및 내부 컨투어들이 절단되고, 도구가 개방된 후에, 파인 블랭크의 디스크 블랭크가 가로 슬라이드에 의해 파형 가공 및 엠보싱 스테이지로 이동되고, 제2 방법 단계에서 도구가 폐쇄된 후에, 상부 다이 부분과 하부 다이 부분 위에 형성함으로써 디스크 블랭크에는 파형 프로파일이 제공되며, 및 파인 블랭킹 동안 형성된 디스크 위의 버들이 압축되고, 제1 방법 단계와 제2 방법 단계가 하나의 스트로크로 수행되는 스탬핑된 부품들, 특히 디스크들의 제조방법에 대한 것이다.

파형 디스크(corrugated disk)들을 두 개의 방법 단계들에서 제조하기 위한 장치와 방법이 DE 10 2010 028 A1에 공지되어 있으며, 여기서 가공물은 제1 방법 단계에서 스탬핑되거나 또는 파인 블랭크되며, 제1 방법 단계와 제2방법 단계 사이에서 이송되고, 제2 방법 단계에서 파형 형성됨과 동시에 버(burr)가 제거된다. 이 방법은 2-스테이지 도구를 사용하여 수행되는 데, 그의 제1 스테이지는 파인 블랭킹 스테이지로 설계되고 그의 제2 스테이지는 엠보싱 및 파형 형성 스테이지로 설계된다.

파인 블랭킹 동안 통상적으로 롤오버(rollover)가 진행하며, 이는 특히 코너 반경이 감소하고 시트 금속 두께가 증가할수록 증가한다. 롤오버 깊이는 대략 20%일 수 있으며, 롤오버 폭은 시트 금속 두께의 대략 30% 이상일 수 있으므로(DIN 3345 참조, Fine blanking, 1980, 08), 디스크들의 외부 톱니 위의 날카로운 에지들의 부족이 부품 기능의 제한을 초래할 수 있다.

또한, 파형가공 스테이지에서 얇고 평평한 디스크 블랭크를 형성하는 것은 외부 및 내부 컨투어들의 형상 정확성, 무엇보다, 디스크의 외부 톱니의 형상 및 크기 정확성을 손상시키는 뒤틀림(warpage)을 발생하며, 이로써 장착 및 기능상의 특성이 부정적으로 영향을 받는다. 이어서 복잡한 가공이 필요하다.

게다가, DE 196 08 551 A1에는 스탬핑된 부품들, 특히 평평한 디스크들의 제조방법이 설명되는 데, 제1의 방법 단계에서, 가공물은 장치 내측에서 원재료로부터 스탬핑되고, 장치 내에 같이 수용된 이송 텅(tongs)에 의해 엠보싱 스테이지로 스탬핑된 부품이 이동된 후에, 디스크 위의 버들은 엠보싱 스테이지에서 압축된다.

이 종래기술은 버가 그 위에서 압축되어야 하는 디스크가 EP 1 128 081B1에서 설명되고 있는 바와 같이, 추가적인 가공 스테이지에서 파형 가공되어야 하며, 예컨대, 이는 제조의 복잡성과 비용을 증가시키는 문제를 가진다.

종래기술에 비추어, 본 발명의 목적은 비용을 절감하면서 파형 디스크의 외부 톱니의 날카로운 에지들과 형상 및 크기의 정확성을 증가시킬 수 있는 파형 디스크를 제조하기 위한 방법 및 도구를 제공하는 것이다.

이러한 목적은 청구범위 1의 특징을 가진 위에 설명된 형태의 도구와 청구범위 14의 특징을 가지는 방법에 의해 달성된다.

본 발명의 도구와 방법의 유익한 실시예들은 종속 청구범위들에 설명된다.

본 발명에 따른 솔루션은 버의 압축과 동시에 파형 가공 단계를 수행하지 않고, 그에 주기적으로 앞서서, 형상 및 크기 정확성을 확보하기 위하여 파형 가공 단계 동안 디스크의 외부 및 내부 컨투어들에 영향을 미치지 않고 고정할 수 있다는 발견에 기초한다.

이러한 목적들은, 상부 다이 부분은 엠보싱 벨, 엠보싱면이 구비되고 파형 프로파일을 엠보싱면에 가지는 스트리퍼 링, 및 내부 형상 엠보싱 부재를 포함하며, 상기 하부 다이 부분은, 상기 엠보싱면 위에 파형 프로파일을 가지는 엠보싱 앤빌을 포함하며, 상기 엠보싱 벨과 상기 내부 형상 엠보싱 부재에는 각각 상기 스트리퍼 링의 파형 프로파일에 대해 스트로크 방향으로 배치된 엠보싱 지지부(shoulder)가 구비되므로, 상기 지지부들은 파형 가공 단계의 후에만 버들을 파지할 수 있으며, 따라서 상기 파형 가공 단계는 버의 압축 전에 발생하며, 상기 디스크의 외부 및 내부 컨투어들은 위치를 변경할 수 없으나, 파형 가공 후에 버 측면 위에 형상을 변경할 수 있는 것을 특징으로 하는 디스크를 제조하기 위한 도구에 의해 달성된다.

디스크 블랭크의 외부 컨투어를 고정하기 위한 상기 엠보싱 벨은 환형 디자인을 가지며 상기 디스크 블랭크의 외부 컨투어를 완전히 에워싸고, 상기 내부 형상 엠보싱 부재는 상기 내부 컨투어에 대해 지지되어 배치되는 것이 특히 효과적이다.

외부 및 내부 컨투어들은 클램핑된 것처럼 이와 같이 고정되므로, 디스크 블랭크의 외부 및 내부 컨투어들은 파형가공 작동에 의해 영향을 받을 수 없다.

본 발명에 따른 도구의 바람직한 변형 실시예에 따르면, 스트리퍼 링은 상기 엠보싱 벨의 내벽과 상기 내부 형상 엠보싱 부재의 외벽 위에 수직으로 지지되고 안내되므로 스트리퍼 링의 엠보싱면이 디스크 블랭크에 대해 정해진 위치로 확실히 안내된다.

본 발명에 따른 도구의 추가적인 실시예에서, 상기 엠보싱 벨의 내벽은 톱니의 프로파일에 부합된 프로파일, 보다 특히, 상기 디스크 블랭크의 외부 컨투어에 부합되는 프로파일을 가진다. 이로써 성형 작동 동안 디스크 블랭크의 회전에 대해 외부 컨투어를 반경방향으로 고정하면서, 스트리퍼 링의 수직 운동을 안내할 수 있다.

본 발명의 수정예에서, 내부 형상 엠보싱 부재의 외벽은 디스크 블랭크의 내부 컨투어에 부합되므로, 디스크 블랭크는 유사하게 반경방향 회전에 대해 고정된다.

본 발명에 따른 도구의 추가적인 실시예에서, 하부 다이 부분의 엠보싱 앤빌은 환형 디자인을 가지며 상부 다이 부분에서 스트리퍼 링에 결합되고, 힘을 전달하고 지지부를 제공하기 위한 필러 부재는 엠보싱 앤빌의 중간 공간에 배치된다.

엠보싱 지지부가 엠보싱 벨의 내벽 위에 배치되고, 상기 내부 형상 엠보싱 부재의 엠보싱 지지부는 엠보싱 벨의 외벽 위에 배치되고, 상기 엠보싱 지지부들의 위치와 형상들은 버의 크기와 형상, 디스크 블랭크의 두께, 엠보싱 앤빌과 스트리퍼 링의 엠보싱면들의 파형 프로파일에 부합되는 것은 본 발명의 기본적인 특징이다. 이로써 디스크 블랭크의 버 측면 위에서 버의 압축 전에 파형 가공 단계가 확실히 발생할 수 있다.

또한, 하부 다이 부분은 중간링을 포함하며, 이는 공동(cavity) 프레임에 수직으로 안내되고 엠보상 벨에 부합되며, 상부 다이 부분과 하부 다이 부분이 폐쇄될 때 링의 표면이 엠보싱 벨의 시트를 형성하며, 그의 내벽은 디스크 블랭크의 파인 블랭크의 외부 컨투어에 합치된다.

이와 같이 디스크 블랭크는 스트리퍼 링과 엠보싱 앤빌의 엠보싱면들 사이에 정해진 위치에 정확하게 위치되며, 외부 및 내부 컨투어들은 엠보싱 벨과 내부 형상 엠보싱 부재에 의해 고정된다.

스트리퍼 링, 엠보싱 앤빌, 엠보싱 벨 및 내부 형상 엠보싱 부재는 성형 작동들이 수행되는 다이를 효과적으로 형성한다.

본 발명에 따른 도구의 추가적인 실시예에 따라, 엠보싱 벨은 상부 압력판에 의해 작동되게 연결되며, 내부 형상 엠보싱 부재는 추가적인 압력판에 의해 모든 작동을 수행하기 위하여 상부 부분의 고정된 상부 블록에 작동되게 연결된다.

물론, 상부 블록은 또한 스트로크 운동을 수행하도록 설계될 수 있음은 당연하다. 그러한 경우, 하부 블록은 대응하여 고정식으로 설계된다.

본 발명의 추가적인 바람직한 실시예에서 또한 성형 공정을 수행하는 스트리퍼 링은 압력핀과 상부 링판을 통해 완전히 성형된 디스크를 분리하기 위하여 추가적인 유압 유닛에 작동되게 연결된다.

하부 압력판에 의하여 중간 링과 엠보싱 앤빌이 수직으로 안내되고 하부의 추가적인 유압 유닛에 작동되게 연결되는 공동 프레임은, 고정식으로 하부 블록 위에 고정되며, 이는 프레스 램에 연결되므로, 도구의 하부 부분은 디스크 블랭크를 고정, 파형 가공 및 압축하기 위하여 스트로크 운동을 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 추가적인 실시예에서, 엠보싱 앤빌과 스트리퍼 링의 엠보싱 면들은 서로 부합하는 다른 엠보싱 프로파일들, 예컨대, 균일하게 형상화된 파형 피크들과 파형 홈(trough)들을 가지는 파형 프로파일 또는 다르게 형상화되고 이격된 파형 피크들과 파형 홈들을 가지는 적어도 두 개의 파형부를 포함하는 불규칙한 파형 프로파일들을 가질 수 있으므로, 다른 파형부들을 가지는 디스크들이 제조될 수 있다.

본 발명의 목적은 또한 본 발명의 방법에 의해 달성되며, 그에 따라, 디스크 블랭크 파형가공 단계와 동시에, 파형 가공 및 엠보싱 스테이지에서, 외부 및 내부 컨투어들은 파형 가공 동안 그의 위치들과 형상을 유지하기 위하여 고정되며, 파형 가공은 버의 압축 전에 발생하며, 디스크의 외부 및 내부 컨투어들은 위치를 변경할 수 없으며, 그러나 이어지는 압축에 기인하여 버 측면 위에서 형상을 변경할 수 있다.

디스크 블랭크의 상부 및 바닥 측면들이 하부 다이 부분과 결합된 엠보싱 앤빌과 상부 다이 부분과 결합된 스트리퍼 링에 의해 파형 가공되고, 스트리퍼 링은 이와 같이 파형 디스크의 성형 기능과 스트리핑 기능을 모두 수행하는 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 방법에 따른 추가적인 실시예에서, 앤빌과 스트리퍼 링에 대한 엠보싱 면들로서 다른 엠보싱 프로파일, 예컨대, 균일하게 형상화된 파형 피크들과 파형 홈들을 가지는 파형 프로파일 또는 다르게 형상화된 이격된 파형 피크들과 파형 홈들을 가지는 적어도 두 개의 파형부를 포함하는 불규칙한 파형 프로파일들이 사용될 수 있으므로, 본 발명에 따른 방법은 다른 파형 형상과 디스크 크기들에 가변적으로 적응될 수 있다.

본 발명의 추가적인 이점들, 특징들 및 상세한 내용은 첨부 도면들을 참조하는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

결국, 본 발명에 따르면 비용을 절감하면서 파형 디스크의 외부 톱니의 날카로운 에지들과 형상 및 크기의 정확성을 증가시킬 수 있는 파형 디스크를 제조할 수 있다.

본 발명이 이하에서 외부 톱니를 가지는 디스크 제조예에 기초하여 보다 상세하게 설명될 것이다. 본 발명은 또한 내부 톱니를 가진 디스크들에 미치는 것은 당연하다. 도면들에서:
도 1a와 1b는 상업적으로 사용가능한 파형 외부 디스크의 사시도와 측면도를 도시하며;
도 2는 본 발명에 따른 도구에서 파인 블랭킹 스테이지와 파형 가공 및 엠보싱 스테이지의 예시적인 배치의 평면 사시도를 도시하며;
도 3은 도구가 닫힌 때 본 발명에 따른 도구의 개략적인 단면 도시를 도시하며;
도 4는 도 3의 세부(X)와 같이 엠보싱 앤빌, 스트리퍼 링, 엠보싱 벨 및 내부 형상 엠보싱 부재 사이의 디스크 블랭크의 확대 도면을 도시하며;
도 5는 본 발명에 따른 도구의 상부 다이 부분의 사시도를 도시하며;
도 6은 본 발명에 따른 도구의 엠보싱 벨의 사시도를 도시하며;
도 7은 도 6의 선 A - A를 따라 취한 단면을 도시하며;
도 8은 스트리퍼 링의 사시도를 도시하며;
도 9는 내부 형상 엠보싱 부재의 사시도를 도시하며;
도 10은 도 9의 선 B - B를 따라 취한 단면을 도시하며;
도 11은 하부 다이 부분의 사시도를 도시하며;
도 12는 엠보싱 앤빌의 사시도를 도시하며;
도 13a 내지 13c는 도 11의 선 C - C를 따르는 단면에 따른 전개 도면에서 파형 프로파일의 변형을 도시하며; 및
도 14a 내지 14d는 본 발명에 따른 방법의 흐름의 개략적인 도면을 도시한다.

도 1a와 1b는 톱니(3)를 가지는 외부 컨투어(contour)(2)와 원형 내부 컨투어(4)를 가지는 상업적으로 이용가능한 파형 외부 디스크(1)를 도시하며, 여기서 외부 디스크(1)에는 파형부(5)(도 1b 참조)가 구비된다.

예컨대, 외부 디스크(1)는 1.8mm 두께(D)를 가지며 강으로 제조된다.

외부 디스크(1)는 정밀한 블랭킹 도구(6)를 사용하여 제조되는 데, 이 도구는 도 2와 3 도시와 같이 적어도 하나의 파인 블랭킹 스테이지(9)와 적어도 하나의 파형 가공 및 엠보싱 스테이지(10)를 형성하는 상부 부분(7)과 하부 부분(8)을 포함한다.

상부 부분(7)의 상부 블록(11)은 고정식으로 도시되지 않은 머신 테이블 위에 고정되고, 하부 부분(8)의 하부 블록(12)은 스트로크 운동을 수행할 수 있도록 프레스의 램 위에 고정되므로, 디스크 블랭크(13)는 파인 블랭킹 스테이지(9)에서 평탄한 스트립(14)으로부터 바닥으로부터 위로 - 즉, 상부 부분 방향으로- 정밀하게 블랭킹되며, 이는 공지의 종래 기술에 대응하며 따라서 보다 상세하게 설명되는 것이 필요없다.

디스크 블랭크(13) 위의 버(burr)(15)들은 디스크 블랭크(13)의 외부 컨투어(2)와 내부 컨투어(3) 위에 수직으로 위로 돌출한다(도 14c 참조).
점선은 버(15)의 형상이 파형 가공 후에 변경되는 상태를 나타낸다.

파인 블랭킹 스테이지(9)로부터 방출된 후에, 파인-블랭크의 디스크 블랭크(13)는 가로 슬라이드(16)에 의해 파지되어 그에 의해 파형 가공 및 엠보싱 스테이지(10)로 운반되고, 여기서 디스크 블랭크는 파형 가공 단계 전에 정확하게 위치되어 보관된다.

도 3은 닫혀진 때의 엠보싱 및 파형 가공 스테이지(10)의 기본적인 구성을 도시한다. 엠보싱 및 파형 가공 스테이지(10)는 상부 다이 부분(17)과 하부 다이 부분(18)을 포함한다.

상부 다이 부분(17)은 환형 엠보싱 벨(19), 환형 스트리퍼 링(20), 및 내부 형상 엠보싱 부재(21)를 포함한다. 엠보싱 벨(19)은 고정식으로 상부 엠보싱 압력판(22)에 고정되며, 이 압력판은 다시 상부 블록(11)에 고정된다.

스트리퍼 링(20)은 엠보싱 벨(19)의 내벽(23) 위에 수직으로 지지되고 상부 엠보싱 압력판(22) 위에 수평으로 지지되며, 측면(24) 위에서 엠보싱 압력판(22)을 향하는 스트리퍼 링(20)은 상부의 추가적인 유압 유닛(25)과 링판(26)에 의해 작동될 수 있는 압력핀(27)에 의해 엠보싱 벨(19)에 대해 수직으로 상대운동을 수행할 수 있다. 외벽(28) 위에서 스트리퍼 링(20)을 안내하고 지지하는 내부 형상 엠보싱 부재(21)는, 환형 스트리퍼 링(20) 내로 삽입된다. 동력 전달을 위하여 엠보싱 압력판(22)에 작동하게 연결되고, 환형 스트리퍼 핑(20)에 배치된 분리된 압력판(29)은 내부 형상 엠보싱 부재(21) 위에 고정된다.

하부 다이 부분(18)은 환형 공동 프레임(30), 중간 링(31), 환형 엠보싱 앤빌(32), 및 필러 부재(33)에 의해 형성된다. 공동 프레임(30)은 하부 블록(12)에 장착된다. 중간링(31), 엠보싱 앤빌(32) 및 필러 부재(33)는 하부 압력판(34) 위에 배치되며, 이는 다시 하부의 추가적인 유압 유닛(35)을 통해 작동되게 연결된다.

도 4에서 확대된 형태로 도시된 바와 같이, 상부 다이 부분(17)의 엠보싱 벨(19), 스트리퍼 링(20) 및 내부 형상 엠보싱 부재(21)는 하부 다이 부분(18)의 중간 링(31), 엠보싱 앤빌(32) 및 필러 부재(33)와 같이 각 경우 디스크 블랭크(13)에 대해 작동 쌍을 형성한다.

디스크 블랭크(13)의 외부 컨투어(2)는 엠보싱 벨(19)에 의해 에워 싸이고, 그의 내부 컨투어(4)는 내부 형상 엠보싱 부재(21)에 의해 에워 싸이므로, 스트리퍼 링(20)과 엠보싱 앤빌(30) 사이에서 디스크 블랭크(13)의 파형 가공 단계 동안 디스크 블랭크(13) 위에서 어떤 뒤틀림도 발생할 수 없다.

도 5 내지 10은 상부 다이 부분(17)의 구성을 도시한다.

엠보싱 벨(19)의 내벽(23)과 스트리퍼 링(20)의 외벽(36a)은 서로 합치하며 같이 컨투어(K)를 가지며, 이는 디스크 블랭크(13)의 외부 컨투어(2)에 대응한다.

내부 형상 엠보싱 부재(21)는 환형 스트리퍼 링(20)에 수직으로 안내되어 배치된다.

도 6과 7은 엠보싱 벨(19)의 사시도와 도 6으로부터 선A-A을 따른 단면을 도시한다. 하부 시트면(36)과 내벽(23)에 의해 형성된 조심 에지(37) 위에서, 엠보싱 벨(19)은 엠보싱 지지부(38)를 포함하며, 그의 깊이(T)는 외부 컨투어(2) 위의 상향으로 돌출하는 버의 크기와 형상, 외부 디스크(1)의 두께(D), 파형 프로파일의 파형 피크의 높이(h)에 부합한다.

도 8은 엠보싱 앤빌(32)을 향하는 엠보싱 면(40) 위의 파형 프로파일(39)을 가지는 스트리퍼 링(2)을 도시한다. 이러한 파형 프로파일(39)은 외부 디스크(1)의 소정의 파형부에 부합한다.

내부 형상 엠보싱 부재(21)는 원통형 형상을 가지며, 그의 컨투어는 디스크 블랭크(13)의 내부 컨투어(4)에 부합된다(도 9 참조).

도 10으로부터 명백한 바와 같이, 내부 컨투어(4) 위의 상향으로 돌출하는 버(15)를 향하는 하부 조심 에지(41) 위에서, 내부 형상 엠보싱 부재(21)가 엠보싱 지지부(42)를 가지며, 그 깊이(t)는 버(15)의 크기와 형상, 외부 디스크(1)의 두께(D), 파형 프로파일의 높이(h)에 부합된다.

도 11에서 하부 다이 부분(18)은 공동 프레임이 없이 도시된다. 중간링(31)의 내부벽(43)과 엠보싱 앤빌(32)의 외부벽(44)은 서로 부합되며 디스크 블랭크(13)의 외부 컨투어(3)에 대응하는 컨투어(K)를 가진다.

도 12 도시와 같이, 엠보싱 앤빌(32)의 엠보싱면(45)은 파형 프로파일(46)을 가지며, 이는 외부 디스크(1)의 소정의 파형부에 부합된다.

스트리퍼 링(20)과 엠보싱 앤빌(32) 위의 파형 프로파일(39 및 46)들의 예들이 도 11의 단면 라인C-C에 따른 도 13a-13c의 전개도들에 각각 도시된다.

이와 같이, 조건들에 따라, 디스크 블랭크(13)의 둘레 위에 균일하게 또는 불균일하게 분포된 파형부는 3중 파형부, 4중 파형부, 또는 2+2 파형부들과 같이 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 흐름은 도 14a 내지 도 14d를 기초로 설명될 것이다. 도 14a에서, 가로 슬라이드(16)는 엠보싱 앤빌(32) 위에 디스크 블랭크(13)를 유지하였다. 디스크 블랭크(13)의 외부 컨투어(2)에 따른 조심(centering)이 엠보싱 벨(19)의 조심 에지(37)에 의해 수행되며, 내부 컨투어(4)에 따른 조심이 조심 에지(41)에 의해 수행되므로, 디스크 블랭크(13)는 클램핑 상태에 대해 엠보싱 앤빌(19) 위에 정확한 위치에 배치되게 된다(도 14b 참조).

도 14c는 스트리퍼 링(20)의 엠보싱 면(40)의 파형 프로파일(39)의 파형 피크(47)가 엠보싱 앤빌(32)의 스트로크 운동에 기인하여 디스크 블랭크(13)에 도달한 상태를 도시한다. 엠보싱 벨(19)과 내부 형상 형성 부재(21)의 엠보싱 지지부(38 및 42)들이 외부 컨투어(2)와 내부 컨투어(4) 위의 버(15)를 각각 파지할 수 있기 전에 디스크 블랭크 위의 파형 가공 과정이 시작되고 종료한다.

엠보싱 앤빌(32)의 또 다른 스트로크 이후에, 엠보싱 지지부(38 및 42)들은 버(15)에 도달하고 디스크 몸체 위에 압축한다. 엠보싱 공정은 종료된다.

도 14d에서, 파형으로 가공되고 그 위에 버가 압축된 스트리퍼 링(20)은, 상부의 추가적인 유압 유닛(25)에 의해 엠보싱 지지부(38 및 42)들로부터 외부 디스크(1)를 분리하였다. 도구가 개방된 후에, 외부 디스크(1)는 가로 슬라이드(16)에 의해 도구 위로 이송될 수 있다.

1: 외부 디스크, 2: 외부 컨투어,
3: 톱니, 4: 내부 컨투어,
5: 파인 블랭킹 도구, 6: 블랭킹 도구
7: 도구(6)의 상부 부분, 8: 도구(6)의 하부 부분
9: 파인 블랭킹 스테이지 10: 파형 가공 및 엠보싱 스테이지,
11: 상부 블록, 12: 하부 블록,
13: 디스크 블랭크, 14: 평탄 스트립,
15: 버, 16: 가로 슬라이드,
17: 상부 다이 부분, 18: 하부 다이 부분
19: 엠보싱 벨, 20: 스트리퍼 링,
21: 내부 형상 엠보싱 부재, 22: 상부 엠보싱 가압판,
23: 엠보싱 벨(19)의 내벽, 24: 링(20)의 시트 측면,
25: 상부 추가 유압 유닛, 26: 상부 링판,
27: 압력핀, 28: 엠보싱 부재(21)의 외벽,
29: 부재(21)의 분리 압력판, 30: 공동 프레임,
31: 중간 링, 32: 환형 엠보싱 앤빌,
33: 필러 부재, 34: 하부 엠보싱 압력판,
35: 하부 추가 유압 유닛, 36: 링(19)의 하부 시트면,
36a: 외벽, 37: 링(19)의 하부 에지,
38: 링(19)의 엠보싱 지지부, 39: 부재(20)의 파형 프로파일,
40: 부재(20)의 엠보싱면, 41: 가압판(21)의 에지,
42: 가압판(21)의 엠보싱 지지부, 43: 앤빌(31)의 외벽,
44: 앤빌(32)의 외벽, 45: 앤빌(32)의 엠보싱면,
46: 앤빌(32)의 파형 프로파일, 47: 파형 피크,
D: 디스크 두께, H: 스트로크 방향,
h: 파형 피크/파형 프로파일의 높이,
K: 컨투어, T: 엠보싱 지지부(38)의 깊이
T: 엠보싱 지지부(42)의 깊이

Claims

디스크 블랭크(13)의 외부 및 내부 컨투어(2, 4)를 절단하기 위한 적어도 하나의 스탬핑 또는 파인 블랭킹 스테이지(9)와, 상부 다이 부분(17)과 하부 다이 부분(18)으로 구분되고 상기 디스크 블랭크(13)를 파형 형성 및 절단 동안 발생되는 버(15)들을 압축하기 위한 적어도 하나의 파형 형성 및 엠보싱 스테이지(10)를 형성하는 상부 부분(7)과 하부 부분(8)을 포함하는 스탬핑된 디스크를 제조하기 위한 도구에 있어서,
상기 상부 다이 부분(17)은 엠보싱 벨(19), 엠보싱면(40)이 구비되고 파형 프로파일(39)을 엠보싱면(40)에 가지는 스트리퍼 링(20), 및 내부 형상 엠보싱 부재(21)를 포함하며, 상기 하부 다이 부분(18)은 엠보싱면(45) 위에 파형 프로파일(46)을 가지는 엠보싱 앤빌(32)을 포함하며, 상기 엠보싱 벨(19)과 상기 내부 형상 엠보싱 부재(21)에는 각각 상기 스트리퍼 링(20)의 파형 프로파일(39)에 대해 스트로크 방향(H)으로 배치된 엠보싱 지지부(embossing shoulder, 38, 42)가 구비되므로, 상기 지지부들은 파형 가공 단계 이후에만 버(15)들을 파지할 수 있으며, 따라서 상기 파형 가공 단계는 버의 압축 전에 이루어지며, 상기 디스크의 외부 및 내부 컨투어(2, 4)의 위치는 변경되지 않으며, 상기 디스크 블랭크(13)의 외부 컨투어와 내부 컨투어 상에 위쪽으로 수직으로 돌출된 버(15)의 형상은 파형 가공 후에 각각 변경되는 것을 특징으로 하는 디스크 제조 도구.
제1항에 있어서, 상기 디스크 블랭크(13)의 외부 컨투어(2)를 고정하기 위한 상기 엠보싱 벨(19)은 환형 형상을 가지며 상기 디스크 블랭크(13)의 외부 컨투어(2)를 완전히 에워싸고, 상기 내부 형상 엠보싱 부재(21)는 상기 내부 컨투어(4)에 대해 지지되어 배치되는 것을 특징으로 하는 디스크 제조 도구.
제1항에 있어서, 상기 스트리퍼 링(20)은 상기 엠보싱 벨(19)의 내벽(23)과 상기 내부 형상 엠보싱 부재(21)의 외벽 위에 수직으로 지지되고 안내되는 것을 특징으로 하는 디스크 제조 도구.
제2항에 있어서, 상기 엠보싱 벨(19)의 내벽(23)은 상기 디스크 블랭크(13)의 외부 컨투어(2)에 부합되는 프로파일을 가지는 것을 특징으로 하는 디스크 제조 도구.
제2항에 있어서, 상기 내부 형상 엠보싱 부재(21)의 외벽(28)은 상기 디스크 블랭크(13)의 내부 컨투어(4)에 부합되는 것을 특징으로 하는 디스크 제조 도구.
제1항에 있어서, 상기 엠보싱 지지부(38)는 상기 엠보싱 벨(19)의 내벽(23) 위에 배치되고, 상기 내부 형상 엠보싱 부재(21)의 엠보싱 지지부(42)는 엠보싱 벨의 외벽(28)에 배치되고, 상기 엠보싱 지지부(38, 42)들의 위치와 형상들은 버(15)의 크기와 형상, 상기 디스크 블랭크(13)의 두께(D), 스트리퍼 링(20)의 엠보싱 면(40)의 파형 프로파일(39)에 부합되는 것을 특징으로 하는 디스크 제조 도구.
제1항에 있어서, 상기 하부 다이 부분(18)은 공동(cavity) 프레임(30)에서 수직으로 안내되고 상기 엠보싱 벨(19)에 부합되는 중간 링(31)을 포함하며, 그의 링 표면은 상기 상부 다이 부분(17)과 하부 다이 부분(18)이 닫힐 때 상기 엠보싱 벨(19)을 위한 시트를 형성하며, 그의 내벽은 디스크 블랭크(13)의 파인-블랭크된 외부 컨투어(2)에 부합되는 것을 특징으로 하는 디스크 제조 도구.
제1항에 있어서, 상기 엠보싱 벨(19)은 상부 엠보싱 압력판(22)을 통해 상부 블록(11)에 작동하게 연결되고, 상기 내부 형상 엠보싱 부재(21)는 추가의 압력판(29)을 통해 작동하게 연결되는 것을 특징으로 하는 디스크 제조 도구.
제2항에 있어서, 상기 내부 형상 엠보싱 부재(21)는 상기 스트리퍼 링(20)에 수직으로 안내되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 디스크 제조 도구.
제9항에 있어서, 상기 스트리퍼 링(20)은 완성된 디스크를 분리시키기 위하여 압력핀(27)과 상부 링판(26)을 거쳐 상부의 추가적인 유압 유닛(25)에 작동하게 연결되는 것을 특징으로 하는 디스크 제조 도구.
제1항에 있어서, 상기 하부 다이 부분(17)은 또한 상기 엠보싱 앤빌(32)에 수직으로 안내되고 상기 상부 다이 부분(17)에서 상기 내부 형상 엠보싱 부재(21)와 결합되는 필러 부재(33)를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스크 제조 도구.
제7항에 있어서, 상기 공동 프레임(30)은 고정식으로 상기 하부 부분(8)을 구성하는 하부 블록(12)에 고정되는 것을 특징으로 하는 디스크 제조 도구.
제7항에 있어서, 상기 중간 링(31)과 상기 엠보싱 앤빌(32)은 하부 압력판(29)과 하부 블록(12)을 통해 하부의 추가적인 유압 유닛(35)에 작동되게 연결되는 것을 특징으로 하는 디스크 제조 도구.
청구범위 1에 따른 도구를 사용하여 스탬핑된 디스크를 제조하기 위한 방법으로서, 디스크 블랭크(13)의 외부 및 내부 컨투어(2, 4)들은 스탬핑 또는 파인 블랭킹 스테이지(19)에서 상부 부분(7)과 하부 부분(8)을 포함하는 도구(6) 내측의 평탄 스트립(14)으로부터 제1의 방법 단계에서 파인 블랭크되며, 도구가 개방된 후에, 가로 슬라이드(16)에 의해 상기 정교하게 블랭크된 디스크 블랭크(13)가 파형 가공 및 엠보싱 스테이지(10)로 이동되고, 제2의 방법 단계에서 상부 다이 부분(17)과 하부 다이 부분(18) 위에 형성함으로써 상기 디스크 블랭크(13)는 도구가 닫힌 후에 파형 프로파일(5)이 형성되고, 절단 동안 형성된 디스크 위의 버(15)들은 압축되고, 상기 제1 및 제2 방법 단계들은 하나의 스트로크에서 수행되는 디스크의 제조방법에 있어서,
상기 디스크 블랭크 파형 가공 단계와 동시에, 상기 파형 가공 및 엠보싱 단계(10)에서, 상기 외부 및 내부 컨투어(2, 4)들은 파형 가공 동안 그 위치들과 형상들을 유지하기 위하여 고정되고, 파형 가공은 버의 압축 전에 발생하며, 상기 디스크의 외부 및 내부 컨투어(2, 4)들의 위치는 변경할 수 없으나, 후속하는 압축에 기인하여 상기 디스크 블랭크(13)의 외부 컨투어와 내부 컨투어 상에 위쪽으로 수직으로 돌출된 버(15)의 형상은 각각 변경되는 것을 특징으로 하는 디스크 제조 방법.
제14항에 있어서, 상기 디스크 블랭크(13)는 상기 하부 다이 부분(18)에 결합된 엠보싱 앤빌(32)과 상기 상부 다이 부분(17)에 결합된 스트리퍼 링(20)에 의해 파형 가공되는 것을 특징으로 하는 디스크 제조 방법.
제15항에 있어서, 균일하게 형성된 파형 피크들과 파형 홈들을 가지는 파형 프로파일(39, 46)들이나, 또는 다른 형상의 파형 피크들과 파형 홈들을 가지는 적어도 두 개의 불규칙한 형상의 파형들이 사용되는 것을 특징으로 하는 디스크 제조 방법.