KR102378841B1 - 방사형 벽의 회전-작동식(slew-actuated) 피어싱 - Google Patents

Abstract

회전-작동식 스탬핑 스테이션은 방사형 벽의 반경 방향 내측 표면에 반경 방향 외측 압력을 가하는 팽창성 코어 및 상기 방사형 벽 내 각 구멍에 반경 내측 방향을 따라서 천공(piercing)을 하기 위한 적어도 하나의 회전-작동식(slew-actuated) 펀치를 포함한다. 방사형 벽을 천공하기 위한 방법은 동시에 (a) 방사형 벽의 반경 내측 방향 표면을 대향하여 반경 외측 방향 압력을 인가하는 단계 및 (b)방사형 벽의 하나 이상의 구멍에, 상기 반경 외측 방향 압력에 대향한 방향을 따라서 하나 이상의 펀치가 작동되어 천공하도록 슬루(slew)를 구동하는 단계를 포함한다. 구멍을 갖는 방사형 벽을 가지는 물체를 형성하는 방법은 방사형 벽의 링을 형성하는 단계 및 하나 이상의 회전-작동식(slew-actuated) 펀치로 상기 방사형 벽 내 하나 이상의 구멍을 천공하는 단계를 포함한다.

Description

방사형 벽의 회전-작동식(slew-actuated) 피어싱

관련 출원들에 대한 상호 참조

본 출원은 2017 년 7 월 17일에 출원된 미국 가특허 출원 제 62/530,080의 우선권의 이익을 주장하며, 이의 전체 내용은 본 출원에 참조로 통합된다.

측벽에 구멍을 갖는 판금 링은 전형적으로 구멍을 판금에 펀칭한 이후, 판금을 굽혀 링을 형성함으로써 제조된다. 이러한 시스템에서, 판금은 각각의 개별 구멍을 순차적으로 펀칭하기 위하여 단일 펀치를 사용하는 구멍 펀치 기계를 통과할 수 있다.

일 실시예에서, 회전-작동식 스탬핑 스테이션은 방사형 벽의 반경 방향 내측 표면에 반경 방향 외측 압력을 가하고, 반경 방향 내측 방향을 따라 피어싱하기위한, 방사형 벽의 각각의 구멍에 적어도 하나의 회전-작동식 펀치를 갖도록 구성된 팽창성 코어를 포함한다.

일 실시예에서, 방사형 벽을 피어싱하는 방법은 동시에 (a)반경 방향 외측 압력을 방사형 벽의 반경 방향 내측 표면에 가하는 단계; 및 (b) 피어싱을 위해 적어도 하나의 펀치를 작동시키기 위해 반경 방향 외측 압력의 반대 방향으로, 방사형 벽의 적어도 하나의 구멍에 슬루(slew)를 구동시키는 단계;를 포함한다.

일 실시예에서, 구멍을 가지는 방사형 벽을 포함하는 물체를 형성하는 방법은, 방사형 벽에 링을 형성하고 적어도 하나의 회전-작동식 펀치로 방사형 벽에 적어도 하나의 구멍을 피어싱하는 단계를 포함한다.

도 1은 실시예에 따른 회전-작동식 스탬핑 스테이션을 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 일 실시예에 따른 복수의 다이 세그먼트(die segment)를 포함하는 팽창성 코어를 도시한다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 회전-작동식 스탬핑 스테이션의 일 실시예를 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따른, 스탬핑 스테이션 내 실행된 회전-작동식 스탬핑 스테이션의 2개의 예시이다.
도 5는 도 4의 스탬핑 스테이션의 상면도이다.
도 6 및 도 7은 도 4 및 도 5의 스탬핑 스테이션의 추가 상세도를 도시한다.
도 8은 일 실시예에 따른 단일 펀치를 가지는 펀치 어셈블리를 도시한다.
도 9는 일 실시예에 따른 2개의 펀치를 가지는 펀치 어셈블리를 도시한다.
도 10은 일 실시예에 따른 복수의 다이 세그먼트를 포함하는 팽창성 코어를 도시한다.
도 11 및 도 12는 일 실시예에 따른 그리퍼(gripper)를 가지는 스탬핑 스테이션(1100)을 도시한다.
도 13a 및 도 13b는 일 실시예에 따른 스탬핑 스테이션의 천공된 실린더형 링을 도시한다.
도 14a 및 14b는 일 실시예에 따른 축방향 치수(dimension)를 따라 변하는 원주를 갖는 천공된 링을 도시한다.
도 15는 일 실시예에 따른 둥근 다이 세그먼트를 가지는 팽창성 코어를 도시한다.
도 16a 및 16b는 일 실시예에 따른 축방향 치수에 따라 변하는 원주를 갖는 다른 천공된 링을 도시한다.
도 17은 일 실시예에 따른 원뿔 모형의 다이 세그먼트를 가지는 팽창성 코어를 도시한다.
도 18은 일 실시예에 따른 실린더형 벽으로부터 연장되는 립(lip) 및 실린더형 벽을 갖는 링을 도시한다.
도 19는 일 실시예에 따른 스탬핑 스태이션의 방사형 벽 내 천공된 구멍의 특정 대안적인 모형을 도시한다.
도 20은 일 실시예에 따른 다른 스탬핑 스테이션을 도시한다.
도 21은 일 실시예에 따른 방사형 벽의 회전-작동식 피어싱 방법의 순서도이다.
도 22는 일 실시예에 따른 방사형 벽을 가지는 물체 상에 복수의 회전-작동식 피어싱 동작을 수행하는 방법의 순서도이다.
도 23은 일 실시예에 따른 구멍을 갖는 방사형 벽을 가지는 물체를 형성하는 방법의 순서도이다.
도 24는 일 실시예에 따른 스피드 링을 도시한다.
도 25는 일 실시에에 따른 베어링 케이지(bearing cage)를 도시한다.

도 1은 회전-작동식(slew-actuated) 스탬핑 스테이션(100)을 도시한다. 스탬핑 스테이션(100)은 방사형 벽을 가지는 링 모형 부분 내 하나 이상의 구멍을 뚫는다. 스탬핑 스테이션(100)은 단일 펀칭 동작으로 방사형 벽에 여러 개의 구멍을 형성할 수 있다. 스탬핑 스테이션(100)은 방사형 벽(192)을 가지는 파트(190)를 보유하는 팽창성 코어(120)를 포함한다. 팽창될 때, 코어(120)는 방사형 벽(192)의 반경 내측 방향 표면(196)으로 반경 외측 방향 압력(122)을 인가한다.

여기서, "반경 내측 방향(radially inward)"는 파트(190)의 축(198)을 실질적으로 향하는 방향을 의미하고, "반경 외측 방향(radially outward)"는 축(198)로부터 실질적으로 벗어나는 방향을 의미한다. 일 예에서, 파트(190)는 실린더 대칭을 갖고, 축(198)은 실린더 축이다. 다른 예에서, 파트(190)의 의도된 사용(종료되었을 때) 방사형 벽(192)의 내부 회전 축에 대하여 회전하고, 축(198)은 회전 축이다. 반경 내측 방향 및 반경 외측 방향은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 축(198)에 정확히 직교하지 않을 수 있다. 예를 들어, 방사형 벽(192)의 실린더형 실시 예의 경우, 반경 내측 방향 및 반경 외측 방향은, 예를 들어 10도 또는 45도만큼 방사형 벽 (192)상의 수직 입사와 다소 차이가 있을 수 있다.

스탬핑 스테이션(100)은 반경 내측 방향(150)을 따라서 이동하는 펀치를 활성화하는 적어도 하나의 슬루(slew)를 더 포함한다. 각 펀치(110)는 따라서 방사형 벽(192)의 각 홀(194)을 뚫는다. 각 펀치(110)는 단일 회전-작동식 이동으로 피어싱 동작을 수행하기 위해 움직인다. 복수의 펀치(110)를 구비한 스탬핑 스테이션(100)의 실시예는 방사형 벽(192)에 복수의 구멍(194)을 동시에 형성할 수 있으며, 복수의 구멍(194)은 (축(198)에 대해) 상이한 방위 위치에 위치 될 수 있다.

팽창성 코어(120)는 코어(120) 위로 파트(190)의 내부를 향하는 표면(196)에 타이트하게 밀착시킬 수 있게 한다. 예시적인 작동에서, 파트(190)는 내측 방향 표면(196)보다 작은 크기인 팽창성 코어를 갖는 팽창성 코어(120) 둘레의 스탬핑 스테이션 내에 위치한다. 따라서, 팽창성 코어(120)는 내측 방향 표면(196)에 밀착 결합 형성하도록 팽창한다. 이렇게 밀착 결합은 스탬핑 스테이션(100)에서 부분(196)을 고정시킨다. 게다가, 팽창성 코어(120)는, 방사형 외측 방향 압력(122)에 의해, 원하는 최종 모형 및/또는 사이즈를 달성하기 위해 형상 및/또는 크기의 방사형 벽(192)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 팽창성 코어(120)는 방사형 벽(192)의 모든 축방향 위치에서 원형 단면적을 가지는 반경 내측 방향 표면(196)을 보장한다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 부분(190)의 형상 및/또는 크기는 추후 작업에 의해 수정될 수 있다. 일 예시에서, 팽창성 코어(120)에 의해 인가된 반경 외측 방향 압력은 방사형 벽(192)의 둥근 정도를 개선한다. 다른 예시에서, 팽창성 코어(120)는 최종 사이즈를 달성하기 위하여 방사형 벽(192)을 약간 팽창시킨다. 비실린더형 부분(190), 예를 들어 직경이 상이한 여러 실린더형 섹션을 가지는 방사형 벽(192) 또는 원뿔형 방사형 벽(192)의 경우, 반경 외측 방향 압력을 인가하는 코어(120)의 반경 외측 방향 표면은 반경 내측 방향 표면(196의 적어도 일 부부의 형상 (또는 원하는 최종 모형/크기)와 일치하도록 형상화될 수 있다. 또한, 방사형 벽(192)을 뚫는 도안 코어(120)에 의해 인가된 반경 외측 방향 압력은 천공 동작 동안에 방사형 벽(192)의 왜곡을 막는 역할을 할 수 있다. 방사형 벽(192)의 천공 동안에 코어(120)에 의해 인가된 반경 외측 방향 아벽은 또한 천공 동작동안 구멍에서 버(burrs)의 형성을 막는 역할을 하 수 있다.

일 실시 예에서, 스탬핑 스테이션(100)은 실질적으로 방위각 방향(140)(축 (198)에 대해)을 따라 드라이브 링(130)의 회전을 구동하여 각각의 펀치(110)를 각각의 반경 방향 내측을 따라 이동시키는 드라이브 링(130) 및 적어도 하나의 슬루(slew)(112)를 포함한다. 각 슬루(112)는 서보 드라이브(servo drive)와 같은 슬루(112)의 회전을 구동하는 드라이브와 결합 될 수 있다.

도 2A 및 도 2B는 복수의 다이 세그먼트(210)를 포함하는 하나의 팽창성 코어(200)를 도시한다. 다이 세그먼트(210)는 테이퍼된 플런저(tapered plunger)(220)를 둘러싼다. 도 2A 및 도 2B는 각각 팽창성 코어(200)와 테이퍼된 플런저(220)의 평면도 및 단면도이다. 도 2A 및 도 2B는 후술하는 설명을 통해 가장 잘 보여진다.

팽창성 코어(200)는 팽창성 코어(120)의 실시예이고 테이퍼된 플런저 (220)와 함께 스탬핑 스테이션(100)에서 구현될 수 있다. 동작에서, 스탬핑 시스템 (100)에서 구현 될 때, 테이퍼된 플런저(220)는 다이 세그먼트(210)를 반경 외측 방향으로 밀어내기 위해 하강 된다. 스탬핑 스테이션(100)에서 부분(190)을 유지하도록 구현 될 때, 축(298)은 축(198)과 일치할 수 있다.

실시예에서, 하나 이상의 다이 세그먼트(210)는 각 펀치(110)mf 수용하는 리셉터클(receptacle) 또는 슈트(chute)(212)를 형성하고, 펀치(110)가 방사형 벽(192)을 천공한 이후, 및/또는 펀치(110)에 의해 방사형 벽(192)의 천공된 물질을 수용한다. 이러한 물질은 화살표(214)로 표시된 바와 같이 리셉터클/슈트(212)를 통하여 통과된다.

도 3A 및 도 3B는 스탬핑 스테이션(100)의 실시예인 회전-작동식 스탬핑 스테이션(300)을 도시한다. 도 3A는 부분(190)을 수용한 이후 스탬핑 ?응抉?(300)의 초기 구성이다. 도 3B는 부분(190)의 방사형 벽(192)의 천공 후 스탬핑 스테이션(300)의 구성을 도시한다. 도 3A 및 도 3B가 같이 잘 보여진다.

스탬핑 스테이션(300)은 드라이브 링(300), 하나 이상의 펀치(310) 및 가이드(360)를 포함한다. 스탬핑 스테이션(300)은 테이퍼된 플런저(220)와 함께 팽창성 코어(200)로 구현될 수 있는 팽창성 코어(120)를 또한 포함한다. 각 펀치(310)는 레버(350)를 통해 드라이브 링(330)에 연결된 펀치 몸체(340)에 설치된다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 각 펀치 본체(340)는 하나 이상의 펀치(310)가 장착될 수 있다. 가이드(360)는 각 펀치 본체(340), 따라서 각 펀치 (310)의 운동이 반경 방향 내측 또는 반경 방향 외측으로 제한된다. 명확성을 위해 도 3A 및 도 3B에 도시되지 않았으나, 스탬핑 스테이션(300)은 드라이브 링(330)을 작동시키기 위해 하나 이상의 슬루(112)를 더 포함할 수 있다.

레버(350)와 펀치 몸체(340)사이의 조인트는 피봇축(352)을 중심으로 레버 (350)를 피봇팅 할 수 있게 한다. 레버(350)와 드라이브 링(230)사이의 조인트는 피봇축(354)을 중심으로 레버(350)를 피봇팅할 수 있게 한다. 각 축(352) 및 축(354)는 축(198)과 평행할 수 있다(부분(190)이 스탬핑 스테이션(300)에 장착될 때).

도 3A에 도시된 바와 같이, 부분(190)은 (a)드라이브 링(330)이 각각의 피봇축(354)이 대응하는 피봇축(352)과 다른 방위각 위치에 있고, (b) 팽창성 코어(120)가 방사형 벽 (192)보다 작은 크기를 갖도록 위치되는 동안 팽창성 코어(120)상에 장착된다. 이것은 펀치(들)(310)가 방사형 벽(192)으로부터 후퇴되는 것을 보장한다. 도 3B에 도시된 바와 같이, 팽창성 코어(120)는 팽창되고 회전 작동은 구동링(330)을 방향(140)을 따라 회전시킨다. 이러한 회전에 있어서, 각각의 피봇축(354)은 대응 피봇축(352)의 방위 위치에 더 가까운 방위 위치로 이동된다. 이는 대응하는 펀치 본체(340)의 반경 내측 방향을 따라서 가이드(360)에서 반경 내측 방향으로 이동시켜 펀치 본체(340) 상에 장착된 하나 이상의 펀치(310)를 갖는 방사형 벽(192)을 천공한다. 도 3A 및 도 3B에 도시된 바와 같이, 각각의 펀치(310)는 레버(350)가 펀체 본체(340)에 평행한 경우 이것의 가장 반경 내측 방향 위치에 있다. 일 실시예에서, 도 3A 및 도 3B사이의 드라이브 링(330)의 방위각 변위는 5 내지 20도의 범위 내에 있다. 천공이 완료되면, 드라이브 링(330)은 도 3B에 도시된 바에 따른 위치로 후진하도록 회전한다. 대안적으로, 드라이브 링(330)은 도 3A 의 방위각 위치로부터 도 3B의 위치로 각각의 펀치(310)가 방사형 벽(192)으로부터 후퇴할 때까지 회전할 수 있다.

도 4는 일 실시예에 따른 스탬핑 시스템(402에서 구현된 회전-구동식(slew-actuated) 스탬핑 스테이션(400)의 두개의 예시400(1), 400(2)를 도시한다. 도 5는 스탬핑 스테이션(400)의 상면도이다. 스탬핑 스테이션(400)은 스탬핑 스테이션(100)의 일 실시예이다. 도 4 및 도 5는 후술하는 설명상 동시에 보는 것이 가장 바람직하다.

각각의 스탬핑 스테이션(400)은 팽창성 코어(200)의 일 실시예인 팽창성 코어(520)을 포함한다. 각 스탬핑 스테이션(400)은 테이퍼된 플런저(220)의 실시예인 테이퍼된 플런저(525)를 추가적으로 포함한다. 각각의 스탬핑 스테이션(400)은 또한 반경 내측 방향(550)을 따라서 이동하도록 하나 이상의 펀치(510)를 활성화하는 적어도 하나의 슬루(410)을 포함한다. 뿐만 아니라, 각각의 스탬핑 스테이션(400)은 드라이브 링(530)을 포함한다. 슬루(들)(410)은 각각의 펀치(510)들이 각 반경 내측 방향(550)을 따라서 이동하도록 실질적으로 방위 방향(540)(축(198)에 대하여)을 따라서 드라이브 링(530)의 회전을 구동한다. 각 슬루(410)는 서보 드라이브(servo drive)와 같이, 드라이브(412)와 결합되어 슬루(410)의 회전을 구동시킨다. 각각의 슬루(410)는 서보 드라이브와 같은 슬루의 회전을 구동하는 드라이브(412)와 결합될 수 있다. 스탬핑 스테이션(400)은 스탬핑 스테이션(300)의 일 실시예이다. 도 4 및 도 5에 도시된 스탬핑 스테이션(400)의 실시예에서 두개의 슬루(410) 및 복수개의 펀치(510)를 포함하는 반면에, 스탬핑 스테이션(400)은 오로지 한 개의 슬루(410)와, 2개 이상의 슬루(410), 및/또는 오로지 단일 펀치(50)로 구성될 수 있다.

스탬핑 시스템(402)는 스탬핑 스테이션(402)의 상이한 위치로의 부분(190)을 이동시키기 위해 그립(grip)하는 하나 이상의 그리퍼(gripper)(460)를 포함한다. 일 예에서 제 1 그리퍼(460)는 스탬핑 스테이션 400(1)의 부분(190)에 위치하고, 제 2 그리퍼(460)는 스탬핑 스테이션 400(1)로부터 스탬핑 스테이션 400(2)로 부분(190)을 이동시키도록 구성되고, 제 3 그리퍼(460)는 스탬핑 스테이션 400(2)로부터 부분(190)을 추출하도록 구성된다.

본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 스탬핑 시스템(402)은 스탬핑 스테이션 (400)의 추가 인스턴스를 포함 할 수 있다. 스탬핑 시스템(402)은 하나 이상의 스탬핑 스테이션(400) 각각을 스탬핑 스테이션(100)의 다른 실시 예로 대체할 수 있다.

도 6 및 도 7은 스탬핑 스테이션(400)을 추가 상세하게 도시한다. 도 6은 스탬핑 스테이션(400)의 단면도를 도시하고, 여기서 절단된 섹션은 부분(190)이 스탬핑 스테이션(400)에 장착될 때 축(198)의 위치와 일치한다. 설명의 명확성을 위해, 도 6은 부분(190)이 장착되지 않은 스탬핑 스테이션(400)을 도시한다. 도 7은 스탬핑 스테이션(400) (슬루들이 포함되지 않은)을 도시한다.

팽창성 코어(520)는 복수의 다이 세그먼트(610)를 가진다. 다이 세그먼트(610) 및 테이퍼된 플런저(525)는 테이퍼된 인터페이스(612)에서 접하여 테이퍼된 플런저(525)의 하강이 다이 세그먼트(610)을 반경 외측 방향으로 밀어서 코어(520)를 확장시킨다.

스탬핑 스테이션(400)의 각각의 펀치(510)는 펀치 본체(640)에 설치된다. 각각의 펀치 본체(640)는 레버(650)를 통하여 드라이브 링(530)에 연결된다. 레버(650)와 펀치 본체(640) 사이의 조인트는 피봇축(652)에 대하여 레버(650)의 피봇을 허락한다. 각 피봇축(652) 및 (654)는 축(198)에 평행(부분(190)이 스탬핑 스테이션(400)에 장착된 경우) 할 수 있다. 스탬핑 스테이션(400)은 반경 내측 방향(550)으로 각 펀치 본체(640)의 이동을 제한하는 가이드(660)를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 다이 세그먼트(610) 중 하나에 대응하는 슈트(670)에 각 펀치(510)가 관련된다. 슈트(670)는 방사형 벽(192)으로부터 펀칭된 물질을 수용하고 이를 떨어뜨린다.

도 8은 단일 펀치(510)를 가지는 펀치 어셈블리(800)를 도시한다. 펀치 어셈블리(800)는 스탬핑 스테이션(400) 내 구현될 수 있다. 펀치 어셈블리(700)는 펀치 본체(640) 및 레버(650)를 도 6 및 도 7에서 설명한 바와 같이 포함한다. 펀치 어셈블리는 추가적으로 레버(650)의 원위단부를 드라이브 링(530)에 결합시키는 마운트(860)를 포함한다. 펀치 본체(640)는 펀치 본체(640)의 근접 단부에 설치된 단일 펀치(510)를 포함한다. 여기서, "원위(distal)" 및 "근접 (proximate)"은 부분(190)이 스탬핑 스테이션에 장착될 때 부분(190)의 축 (198)으로부터 각각 더 멀고 더 가까운 위치 또는 부분을 지칭한다.

도 9는 2개의 펀치(510)를 가지는 1개의 펀치 어셈블리(900)를 도시한다. 펀치 어셈블리(900)는 펀치 본체(640)의 근접 단부에 장착된 2개의 펀치(510)를 갖는 것을 제외하고 펀치 어셈블리(800)와 유사하다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 펀치 어셈블리(900)는 펀치 본체(640)의 근접 단부에 장착된 2이상의 펀치(510)를 가질 수 있다.

도 10은 복수의 다이 세그먼트(1010)을 포함하는 팽창성 코어(1000)를 도시한다. 팽창성 코어(1000)는 팽창성 코어(410)의 실시예이고, 다이 세그먼트(1010)은 다이 세그먼트(610)의 실시예이다. 펀치(510)에 의하여 천공된 위치와 일치하는 각각의 다이 세그먼트(1010)는 펀치(510)를 위한 리셉터클(receptacle)(1070)을 형성한다. 리셉터클(1070)은 슈트(670)의 예시를 형성하기 위해 다이 세그먼트(1010)를 통해 계속된다.

도 11 및 도 12는 스탬핑 스테이션(400)을 그리퍼(460)와 결합하는 예시적인 스탬핑 스테이션(1100)을 도시한다. 도 11은 스탬핑 스테이션(400)의 측단면도이다. 도 12는 스탬핑 스테이션(1100)의 일부분(portion)(1190)의 클로즈업을 도시한다. 도 11및 도 12는 다음 설명에서 가장 잘 볼 수 있다. 도 12의 실시에에서 도시된 바와 같이, 스탬핑 스테이션(1100)은 팽창성 코어(520)의 팽창 및 수축시키는 테이퍼된 플런저(525)의 모션을 제어하는 드라이브(1240)을 포함한다.

발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 스탬핑 스테이션(1100)은 하나 이상의 그리퍼(460)를 가질 수 있다. 일 예시에서, 제 1 그리퍼(460)는 스탬핑 스테이션(400) 내 부분(190)에 위치하고, 제 2 그리퍼(460)는 스탬핑 스테이션(400)으로부터 부분(190)을 추출하도록 구성될 수 있다.

도 13A 및 도 13B는 스탬핑 스테이션(100) 내 천공된 실린더형 링(1300)을 도시한다. 도 13A는 실린더형 링(1300)을 사시도로 도시한다. 도 13B는 단면이 방사상으로 취해진 실린더형 링(1300)의 단면도를 도시한다. 도 13A 및 도 13B는 후술하는 설명에서 가장 잘 설명된다. 실린더 형(1300)은 스탬핑 스테이션(100)에 의해 복수의 구멍(1320)이 형성된 실린더형 벽(1310)이다. 실시예에서, 구멍(1320)은 방위 방향(축(198)에 대하여)으로 등간격으로 떨어져있다. 도 13에서 구멍(1320)이 직사각형으로 도시되었으나, 구멍(1320)은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 다양한 모형을 가질 수 있다. 예를 들어, 구멍(1320)은 원형, 3개 이상의 변을 갖는 다각형, 또는 보다 복잡한 형상일 수 있다.

도 14A 및 도 14B는 축방향 치수를 따라서 변화하는 원주를 갖는 하나의 천공된 링(1400)을 도시한다. 링(1400)은 스탬핑 스테이션(100)에서 천공되었다. 도 14A는 링(1400)의 단면도이다. 도 14B는 단면이 방사형 평면으로 취해진 링(1400)의 단면도를 도시한다. 도 14A 및 도 14B는 다음 설명에서 가장 잘 볼 수 있다. 링(1400)은 스탬핑 스테이션(100)에 의해 복수의 구멍(1420)이 형성된 방사형 벽(1410)을 가진다. 축(198)에 직교하는 평면에서 취한 방사형 벽(1410)의 임의의 단면은 실질적으로 원형이다(홀(1420)에서 누락된 부분은 제외). 그러나, 단면의 직경은 축(198)을 따라 변한다. 실시예에서, 구멍(1420)은 방위 방향(축(198)에 대하여)으로 등간격으로 이격된다.

도 14A에서는 구멍(1420)이 직사각형인 것으로 도시되었으나, 구멍(1420)은 도 13A에서 참조된 바와 같이, 발명의 범위를 벗어나지 않은 범위 내에서 다른 형상을 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 축(198)을 따라서 직경의 변화는 도 14A 및 도 14B에 도시된 것과 다를 수 있다.

도 16A 및 도 16B는 축방향 치수에 따라 변화하는 원주를 가진 다른 천공된 리 링(1600)을 도시한다. 링(1600)은 스탬핑 스테이션(100)으로 천공되었다. 도 16A는 링(1600)의 단면도이다. 링(1600)은 단일 피스로 형성되었다. 도 16B는 방사형 평면에서 취해진 단면도를 가지는 링(1600)의 단면도를 도시한다. 도 16A 및 도 16B는 후술하는 설명에서 가장 잘 설명된다. 링(1600)은 원뿔형 방사형 벽(1600) 및 축(198)을 향하여 원뿔형 방사형 벽으로부터 연장되는 립(lip)(1612)을 갖는다. 원뿔형 방사형 벽(1610)은 스탬핑 스테이션(100)에 의해 형성된 복수의 구멍(1610)을 가진다. 축(198)에 직교하는 평면에서 취한 원뿔형 방사형 벽(1610)의 임의의 단면은 실질적으로 원형이다(구멍(1620)에서 누락된 부분은 제외). 다만, 단면도의 직경은 축(198)에 따라 변화한다. 실시예에서, 구멍(1620)은 방위 방향(축(198)에 대하여)에 대하여 등간격으로 이격된다. 비록 도 16A에서는 구멍(1620)이 직사각형으로 도시되었으나, 도 13A에서 참조되어 설명된 바와 같이, 발명의 범위를 벗어나지 않는 한, 구멍(1620)은 다른 모형일 수 있다. 또한 발명의 범위를 벗어나지 않는 한, 도 16A 및 도 16B에서 도시된 바와 같이, 원뿔형 방사형 벽(1610)의 직경은 축(198)을 따라 직경의 변화가 있을 수 있다. 예를 들어, 원뿔형 방사형 벽(1610)의 직경은 립(1612)으로부터 멀어지는 방향으로 감소되거나 또는 원뿔형 방사형 벽(1610)은 적어도 링(1400)의 방사형 벽(1410)과 유사한 둥근 벽으로 부분적으로 대체될 수 있다. 도 16A 및 도 16B에서 도시된 실시예와 같이, 립(1612)은 축(198)에 수직이다. 대안적으로, 립(1612)은 축(198)에 수직으로 만날 수 있다.

도 17은 원뿔형 다이 세그먼트(1710)을 가지는 팽창성 코어(1700)를 도시한다. 팽창성 코어(1700)는 스탬핑 스테이션(100)에 의해 천공될 때 링(1600)을 유지하도록 구성된 팽창성 코어(200)의 실시예이다. 각각의 다이 세그먼트(1710)는 링의 방사형 벽(1610)에 일치하는 반경 외측 방향 표면(1712)에 각을 가진 반경 외측 방향 표면(1712)을 가져, 테이퍼된 플런저(220)가 다이 세그먼트(1710)를 반경 외측 방향으로 힘을 가하여, 다이 세그먼트(1710)와 방사형 벽(1610)아 단단히 끼워진다. 하나 이상의 다이 세그먼트(1710)는 리셉터클/슈트(212)를 형성할 수 있다. 이는 팽창성 코어(1700)가 방사형 벽(1610)에 대해 팽창되어 방사형 벽(1610)의 최종 원하는 형상을 달성하도록 반경 외측 방향 표면(1712)이 방사형 벽(1610)의 모형을 변경할 수 있는 것으로 해석된다.

도 18은 실린더형 벽(1810)으로부터 연장되는 립(1820)가 실린더형 벽(1810)을 가지는 하나의 링(1800)을 도시한다. 링(1800)은 단일 피스로 형성된다. 립(1820)은 축(198)에 직교한다. 링(1800)은 실린더형 벽(1810)에 구멍을 뚫기위해 스탬핑 스테이션(100)에 배치될 수 있다.

도 13A 내지 18에서 각각의 실시예로서 설명된 바와 같이, 스탬핑 스테이션(100)은 천공될 방사형 벽의 표면의 적어도 일부(예를 들어, 벽(1310), (1410), (1610) 또는 (1810))와 일치하는 방사형 외측 방향 표면을 갖는 팽창성 코어로 구성될 수 있다.

도 19는 스탬핑 스테이션(100)에 의해 방사형 벽에 천공된 구멍의 특정 다른 구성을 도시한다. 링(1910)은 방위 치수(161)에서 등거리로 이격되지 않은 복수의 구멍(1914)을 가진 방사형 벽(1912)을 가진다. 다른 링(1920)은 축 방향 치수에서 방사형 벽(1922)에 중심이 아닌 위치에 천공된 구멍(1924)을 갖는 방사형 벽(1922)을 갖는다. 또 다른 링(1930)은 형상이 동일하지 않은 복수의 구멍 (1934)을 갖는 방사형 벽(1932)을 갖는다. 각각의 방사형 벽은 도 1 내지 18을 참조하여 논의된 것으로 이해된다. 도 19에 도시된 바와 같이, 방사형 벽은 하나 이상의 구성에 따라 홀을 가질 수도 있다.

도 20은 평면도(도 20의 상단) 및 측면도(도 20의 하단)에서 하나의 예시적인 스탬핑 시스템(2000)을 도시한다. 스탬핑 시스템(2000)은 스탬핑 스테이션(400)의 2개의 예시 400(1) 및 400(2)을 포함한다. 2개의 스탬핑 스테이션 400(1), 400(2)은 다른 구멍 패턴을 천공한다. 스탬핑 시스템(2000)은 위치(2010)에 부분을 수용한다. 용접을 갖는 링을 핸들링하도록 구성(평판을 롤 성형함으로써 링을 형성할 때와 같이)될 때, 그리퍼는 부품을 회전 스테이션(2020)으로 이동시키고, 이에 따라 용접을 배향시킨다. 용접이 없는 링 또는 용접 오리엔테이션이 중요하지 않은 경우, 스탬핑 시스템(2000)은 회전 스테이션(2020)을 생략할 수 있다. 다음으로, 하나 이상의 제 1 구멍을 스탬핑 하기 위한 제 1 스탬핑 스테이션 400(1)로 그리퍼는 부분을 이동시킨다. 이후, 그리퍼는 하나 이상의 제 2 구멍을 스탬핑하기 위한 제 2 스탬핑 스테이션 400(2)으로 부분을 이동시킨다. 제 2 구멍(들)은 제 1 구멍들과 동일한 방사형 벽으로 형성될 수 있다. 대안적으로, 만일 부분(part)이 하나 이상의 방사형 벽 또는 방사형 벽 세그먼트를 포함하는 경우, 제 1 및 제 2 구멍(들)은 각각의 제 1 및 제 2 방사형 벽 또는 벽 세그먼트에 대해 형성될 수 있다. 스탬핑 시스템 (2000)은 스탬핑 시스템(2000)의 각 스테이션을 통하여 용접 오리엔테이션을 유지하도록 구성될 수 있다.

스탬핑 시스템(2000)이 2개의 스탬핑 스테이션(400)을 가지므로, 예를 들어, 단일 스탬핑(400)에 의해 모든 홀의 피어싱이 링의 왜곡을 초래하거나 단일 스탬핑 스테이션(400)에 의해 공급 될 수 있는 것보다 더 많은 전력을 필요로 하는 경우와 같이, 스탬핑 시스템(2000)은 단일 스탬핑 스테이션(400)보다 더 많은 구멍을 천공할 수 있다.

시스템(2000)은 피어싱된 링을 링의 형상을 추가로 수정하는 다른 기계로 전달하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 그리퍼는 방사형 벽의 형상을 변경하기 위해 링을 롤-형성 장치로 전달할 수 있다.

도 21은 방사형 벽을 뚫는 회전-작동식(slew-actuated) 방법(2100)의 예시에 대한 순서도이다. 방법(2100)은 앞서 설명된 바와 같이 스탬핑 스테이션(100)에 의해 수행된다. 단계 2110에서, 방법(2100)은 방사형 벽의 반경 내측 방향 표면에 대해 반경 외측 방향 압력이 인가된다. 단계 2110의 일 예로서, 팽창성 코어(120)가 방사형 벽(192)의 반경 내측 방향 표면(196)에 대한 반경 외측 방향 압력(122)을 인가한다. 단계 2110은 하나 이상의 단계 2112, 2114, 2116, 2118을 포함할 수 있다. 선택적 단계 2112는 팽창성 코어(120)인 코어를 팽창시켜 반경 외측 방향 압력(122)인 반경 외측 방향 압력을 인가한다. 선택적 단계 2114는 인가된 반경 외측 방향 압력에 의해 반경 내측 방향 표면의 최종 사이즈 및/또는 형상을 달성한다. 선택적 단계 2116은 인가된 반경 외측 방향 압력에 의해 방사형 벽의 버(burrs)를 방지한다. 선택적 단계 2118은 인가된 반경 외측 방향 압력에 의해 방사형 벽의 왜곡을 방지한다.

단계 2120에서, 방법 2100은 적어도 하나의 슬루가 적어도 하나의 구멍이 방사형 벽 내에 실질적으로 반경 외측 방향 압력의 방향을 따라서, 적어도 하나의 펀치가 천공하도록 구동한다. 단계 2120은 하나 또는 모든 단계 2122 및 2124를 포함할 수 있다. 단계 2122는 슬루(들)이 드라이브 링을 회전하도록 구동하여 각각의 펀치에 결합된 드라이브 링을 회전시켜 각각의 펀치를 이동시킨다. 단계2122의 일 예에서, 슬루(112)는 드라이브 링(130)이 반경 내측 방향으로 방향(150)을 따라서 펀치(들)을 이동시킨다. 단계 2124는 방사형 벽을 천공하기 위한 반경 내측 방향을 따라서 각각의 펀치의 이동을 안내한다. 단계 2124의 일 예에서, 가이드(360)은 하나 이상의 펀치 본체(340)의 이동을 가이드한다. 단게 2122 및 2124는 동시에 수행될 수 있다.

방법 2100은 단계 2110의 반경 외측 방향 압력을 단계 2120을 수행하는 동안 유지할 수 있다.

도 22는 방사형 벽을 가지는 물체에서의 복수의 회전-작동식 천공 동작을 수행하는 방법 2200의 일 예의 순서도이다. 방법 2200은 예를 들어, 앞서 도 20에서 설명된 바와 같이, 스탬핑 시스템(2000)에 의해 수행된다.

단계 2210에서, 방사형 벽을 가진 물체가 스탬핑 시스템에 수용된다. 단계 2210의 일 예에서, 스탬핑 시스템(2000)은 부분(190)을 수용한다. 단계 2230에서, 방법 2200은 제 1 스탬핑 스테이션에서 방법 2100을 수행하여 방사형 벽에 하나 이상의 제 1 구멍을 천공한다. 단계 2230의 일 예에서, 스탬핑 시스템(2000)의 스탬핑 스테이션 400(1)은 방사형 벽(192)에 하나 이상의 구멍(194)을 천공한다. 단계 2240에서, 방법(2200)은 방사형 벽에 하나 이상의 제 2 구멍을 천공하기 위하여 제 2 스탬핑 스테이션 에서 방법(2100)을 수행한다. 단계 2240의 일 예에서, 방사형 벽(192)의 하나 이상의 추가적인 구멍(194)을 스탬핑 시스템(2000)의 스탬핑 스테이션400(2)이 뚫는다. 단계 2250에서, 방법 (2200)은 방사형 벽을 천공하는 물체를 출력한다.

방법 (2200)의 일 실시예에서, 물체는 용접 링이다. 이 용접 링은 편평한 판으로부터의 링의 롤 성형을 완료하는데 사용되는 용접 이음매(weld seam)을 가질 수 있다. 일 예에서, (a) 단계 2210는 용접 링을 수용하는 단계 2212을 실행하고, (b) 예를 들어, 용접 이음매가 방법 (2200)의 뒤따르는 단계에서 천공된 위치로부터 멀어지도록 용접 이음매를 오리엔팅(배향)(orienting)하는 단계 2220을 더 포함하고, (c) 단계 2230은 용접 이음매 오리엔테이션(배향)(orientation)을 유지하는 단계 2232를 수행하고, (d) 단계 2240은 용접 이음매 오리엔테이션을 유지하는 단계 2242를 실행한다. 방법(2200)의 실시예의 예에서, 스탬핑 시스템(2000)은 부분(190)을 수용하고, 방사형 벽(192)은 축(198)에 평행한 용접 이음매를 가지고, 및 하나 이상의 그리퍼(그리퍼(460))가 부분(190)을 배향하고 이 배향을 유지하여 용접 이음매가 스탬핑 스테이션(400)에 의해 천공된 위치로부터 떨어져 있도록 한다.

본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서, 방법 (2200)은 단계 2240을 생략할 수 있다.

도 23은 구멍을 가지는 방사혁 벽을 가진 물체를 형성하는 방법 (2300)의 순서도이다. 특정 실시예에서, 방법 (2300)은 롤 형성의 장점(예를 들어, 재료 절약)을 방법(2100)의 효율적인 회전-작동식 피어싱 공정과 결합한다.

단계 2310 에서, 방법(2300)은 방사형 벽을 가진 링을 성형한다. 일 실시예에서, 단계 2310은 단계 2312의 평편한 판으로부터 롤성형된 링을 포함한다. 이러한 롤 성형 프로세스는 용접 이음매를 가지는 링을 생성할 수 있다. 단계 2312는 링의 축 방향 치수를 따라 복수의 섹션을 형성하는 단계 2314를 포함할 수 있으며, 섹션들 중 적어도 2개의 섹션은 링의 축에 대해 서로 다른 극각을 갖는다. 여기서, "축에 대한 극각(polar angle relative to the axis)"는 구형 좌표계의 극 각과 동등한 축(예를 들어, 축 (198))을 포함하는 평면 단면에서의 축에 대한 링의 각도를 지칭한다. 도 14A, 14B, 16A 및 16B는 축 (198)에 대해 상이한 극각을 갖는 섹션을 갖는 링의 예를 도시한다. 다른 실시예에서, 단계 2310는 튜브로부터 링을 절단하는 단계 2316를 포함한다. 단계 2316는 링의 축 방향 치수를 따라 복수의 섹션을 갖도록 절단된 링을 롤-성형하는 단계 2318를 포함 할 수 있으며, 섹션들 중 적어도 두 섹션은 링의 축에 대해 서로 다른 극각을 갖는다.

단계 2320에서, 방법 (2300)은 방법 (2100) 또는 방법 (2200)을 하나 이상의 구멍을 적어도 하나의 링의 방사형 벽 내에서 수행한다.

방법 (2300)은 추가적으로 천공된 링의 모형을 변경하는 단계 2330을 더 포함한다. 단계 2330은 천공된 링의 롤-성형하는 단계 2332를 포함할 수 있다. 단계 2330의 일 예에서, 링(190)의 모형은 스탬핑 스테이션(400) 또는 스탬핑 시스템(2000)에 의해 천공된 이후 변경된다.

도 24는 방법(2100에 따른 스탬핑 스테이션(100)에 의해 천공된 스피드 링(2400)의 일 실시예를 도시한다. 스피드 링(2400)은 스탬핑 스테이션(100)에 의해 형성된 복수의 구멍(2420)을 가지는 실린더형 벽(2410)을 가진다. 스피드 링(2400)은 실린더형 링(1300)과 비슷하다. 일 실시예에서, 스피드 링(2400)은 스탬핑 스테이션(100)에 의해 구멍(2420)을 천공하기에 앞서 평편한 판으로부터 롤 성형되고 이음매가 용접된다. 이 실시예에서, 스탬핑 스테이션(100)은 펀치 (110)가 용접 이음매를 통과하지 않도록 용접 이음매의 방향을 유지할 수 있다. 용접 이음매(2450)의 일 예는 도 24에 표시되었다. 대안적으로, 용접 이음매(2450)는, 펀치(110)가 용접 이음매(2450)를 통과하도록 배향될 수 있다.

스피드 링은 AISI 저탄소 강과 같은 강철로 제조 될 수 있으며, (a) 5 내지 10 인치 범위의 직경(2472) 및 (b) 0.05 내지 0.2 인치 범위의 반경 벽 두께(2470), 각각의 홀(2420)은 0.1 내지 5.0 인치 범위의 높이(2474) 및 0.05 내지 0.5 인치 범위의 폭을 갖는다.

도 25는 방법(2100)에 따른 스탬핑 스테이션(100)에 의해 천공된 베어링 케이지(2500)의 일 실시예를 도시한다. 베어링 케이지(2500)는 방사형 벽(2510) 및 립(2520)을 포함한다. 방사형 벽(2510)은 스탬핑 스테이션(100)에 의해 형성된 복수의 구멍(2530)을 가진다. 베어링 케이지(2500)는 천공된 링(1600)과 유사하다. 각 구멍(2530)은 테이퍼된 롤러를 수용할 수 있다. 베어링 케이지(2500)는 스피드 링(2400)과 유사한 재료일 수 있고 유사한 치수를 가질 수 있다.

특징의 조합(Combinations of features)

위에서 설명된 특징들 및 아래에 청구된 특징들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 방식으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 방사형 벽의 회전-작동식 피어싱을 위한 하나의 시스템 또는 방법, 또는 본원에 기술된 방사형 벽과 관련된 부분의 양태는 이의 회전-작동식 피어싱을 위한 방법의 특징을 포함하거나 교체할 수 있음을 이해할 것이다. 하기 실시예는 상기 기재된 실시 양태의 가능한 비제한적 조합을 예시한다. 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 명세서에 기술된 시스템 및 방법에 대한 많은 다른 변경 및 수정이 이루어질 수 있음이 명백하다:

(A1) 회전-작동식 스탬핑 스테이션은 방사형 벽의 반경 방향 내측 표면에 반경 방향 외측 압력을 가하는 팽창성 코어 및 상기 방사형 벽 내 각 구멍에 반경 내측 방향을 따라서 천공(piercing)을 하기 위한 적어도 하나의 회전-작동식(slew-actuated) 펀치를 포함할 수 있다.

(A2) (A1)으로 표시된 스탬핑 스테이션은 (a)드라이브 링, (b)상기 하나 이상의 회전-작동식 펀치 중 하나 이상을 상기 구동 링에 각 연결하는 하나 이상의 펀치 홀더, (c)상기 방사형 벽을 향하여 각 펀치 홀더를 안내하는 가이드; 및 (d)상기 드라이브 링을 회전시켜 각각의 펀치 홀더를 구동하여 각각의 회전-작동식 펀치로 상기 방사형 벽을 천공하도록 하는 제 1 슬루(slew)를 더 포함할 수 있다.

(A3) (A2)로 표시된 스탬핑 스테이션은, 상기 하나 이상의 펀치 홀더 중 하나 이상에 정확히 하나의 펀치가 장착될 수 있다.

(A4) (A2) 및 (A3)로 표시된 스탬핑 스테이션 중 하나에서, 상기 하나 이상의 펀치 홀더 중 하나 이상에 하나 이상의 펀치가 장착될 수 있다.

(A5) (A2) 내지 (A4)로 표시된 스탬핑 스테이션 중 어느 하나에서, 각각의 펀치 홀더는: (i)상기 하나 이상의 회전-작동식 펀치 중 하나 이상이 부착되고, 상기 가이드가 상기 펀치 본체에 안내하도록 구성된 펀치 본체, (ii)상기 펀치 본체를 상기 드라이브 링에 연결하는 레버로서, 상기 레버는 상기 펀치 본체에 대한 상기 레버의 회전을 허용하는 근접 조인트를 통해 상기 펀치 본체 및 상기 드라이브 링에 관한 상기 레버의 회전을 허용하는 원위(distal) 조인트를 통해 상기 드라이브 링의 회전이 상기 펀치 본체를 상기 가이드를 따라서 이동시키도록 상기 드라이브 링에, 결합된 상기 레버;를 포함할 수 있다.

(A6) (A5)로 표시된 스탬핑 스테이션에서, 각각의 펀치 홀더는 상기 레버가 상기 펀치 본체와 평행할 때 상기 각각의 펀치 본체를 반경 방향으로 가장 안쪽 위치에 배치하도록 구성될 수 있다.

(A7) (A2) 내지 (A6)로 표시된 스탬핑 스테이션은 상기 드라이브링을 회전시키기 위한 상기 제 1 슬루와 협력하는(cooperating) 제 2 슬루 (slew)를 더 포함할 수 있다.

(A8) (A7)로 표시된 스탬핑 스테이션에서, 상기 제 1 슬루 및 상기 제 2 슬루는 상기 드라이브 링의 대향 측면에 결합될 수 있다.

(A9) (A1) 내지 (A8)로 표시된 스탬핑 스테이션 중 어느 하나는 방사형 벽의 축방향 치수를 따라 움직일 수 있는 테이퍼된 플런저(tapered plunger)를 더 포함할 수 있고, 상기 팽창성 코어는 상기 페이퍼된 플런저가 상기 테피어된 다이 세그먼트와 인터페이스하도록 상기 테이퍼된 플런저의 큰 직경에서 이동할 때 상기 테이퍼된 다이 세그먼트가 방사상으로 바깥쪽으로 이동하도록 상기 테이퍼된 플런저 주위에 배열된 복수의 테이퍼된 다이 세그먼트를 더 포함할 수 있다.

(A10) (A9)으로 표시된 스탬핑 스테이션에서, 복수의 테이퍼된 다이 세그먼트는 상기 테이퍼된 플런저가 상기 테이퍼된 다이 세그먼트에 방사상으로 바깥쪽으로 힘을 가할 때 상기 방사형 벽의 반경 방향 내측 표면에 외측 압력을 가하기 위한 각각의 복수의 반경방향 외측 표면을 포함할 수 있따.

(A11) (A10)으로 표기된 스탬핑 스테이션은, 상기 테이퍼된 다이 세그먼트가 상기 방사상으로 바깥쪽으로 힘을 가할 때, 상기 테이퍼된 다이 세그먼트의 상기 방사형 외측 방향 표면은 상기 방사형 벽의 방사형 내측 방향 표면의 상기 방사형 벽의 상기 최종 형상을 달성하도록 최종 형상에 근사할 수 있다.

(A12) (A11)로 표기된 스탬핑 스테이션에서, 최종 형상은 실린더형 또는 원뿔형일 수 있다.

(A13) (A11) 및 (A12)로 표기된 스탬핑 스테이션 중 어느 하나에 있어서, 최종 형상은 방사형 벽의 축 방향 범위 내의 모든 축 방향 위치에서 원형 단면을 특징으로 할 수 있다.

(A14) (A9) 내지 (A13)에 표기된 스탬핑 스테이션 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 슈트(chutes)를 형성하는 상기 테이퍼된 다이 세그먼트는 상기 천공으로 상기 방사형벽으로부터 제거된 물질을 수용 및 드롭(drop)하도록 구성될 수 있다.

(A15) (A1) 내지 (A14)에 표기된 스탬핑 스테이션 중 어느 하나에 있어서, 상기 하나 이상의 회전-작동식 펀치는 상기 방사형 벽의 복수의 직사각형 구멍 각각을 천공하기 위한 직사각형으로 형상된 복수의 펀치를 포함할 수 있다.

(A16) (A1) 내지 (A15)에 표기된 스탬핑 스테이션 중 어느 하나에 있어서, 상기 하나 이상의 회전-작동식 펀치는 상기 방사형 벽의 등거리 방위각 위치에서 각각의 복수의 구멍을 천공하기 위한 복수의 직사각형 형상의 펀치를 포함할 수 있다.

(A17) (A1) 내지 (A16)에 표기된 스탬핑 스테이션 중 어느 하나에 있어서, 제 2 회전-작동식 스탬핑 스테이션을 더 포함하는 스탬핑 시스템에서 구현되는 스탬핑 스텡이션으로서, 상기 제 2 회전-작동식 스탬핑 스테이션은, (I)상기 회전-작동식 스탬핑 스테이션 내 방사형 벽을 천공한 이후 방사형 벽을 홀딩하고, 상기 반경 내측 방향 표면으로 반경 외측 압력을 인가하도록 구성된 제 2 팽창성 코어 및 (II)반경 내측 방향을 따라서 상기 방사형 벽 내 하나 이상의 각각의 제 2 의 구멍을 천공하도록 또는 상기 하나 이상의 제 1 구멍의 하나 이상의 형상을 변경하기 위한 하나 이상의 제 2 회전-작동식 펀치를 포함할 수 있다.

(B1) 동시에(simultanelously) 포함하는 방사형 벽을 천공하기 위한 방법은 (a) 방사형 벽의 반경 내측 방향 표면을 대향하여 반경 외측 방향 압력을 인가하는 단계 및 (b)상기 방사형 벽의 하나 이상의 구멍에, 상기 반경 외측 방향 압력에 대향한 방향을 따라서 하나 이상의 펀치가 작동되어 천공하도록 슬루(slew)를 구동하는 단계를 포함한다.

(B2) (B1)으로 표기된 방법에 있어서, 상기 인가하는 단계는, 상기 반경 외측 방향 압력을 가하기 위하여 코어를 팽창시키는 단계를 포함할 수 있다.

(B3) (B2)로 표기된 방법에 있어서, 상기 팽창시키는 단계는, 상기 방사형 벽의 내부에 반경 외측에 위치한 복수의 테이퍼된 다이 세그먼트(tapered die segments)를 푸시하기 위한 테이퍼된 플런저를 사용하는 단계를 포함할 수 있다.

(B4) (B1) 내지 (B3)로 표기된 방법 중 어느 하나에 있어서, 인가하는 단계는, 상기 반경 내측 방향 표면의 최종 형상을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.

(B5) (B4)로 표기된 방법 중 어느 하나에 있어서, 상기 인가하는 단계는, (a) 상기 방사형 벽의 버(burrs) 및 (b)상기 방사형 벽의 왜곡 중 적어도 하나를 방지하는 단계를 포함할 수 있다.

(B6) (B4) 및 (B5)로 표기된 방법 중 어느 하나에 있어서, 상기 획득하는 단계는, 상기 방사형 벽의 모든 축 방향 위치에서 반경 내측 방향 표면이 원형 단면도를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.

(B7) (B4) 내지 (B6)로 표기된 방법 중 어느 하나에 있어서, 상기 획득하는 단계는, 상기 반경 내측 방향 표면이 실린더형 또는 원뿔형인 것을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.

(B8) (B1) 내지 (B7)에 표기된 방법 중 어느 하나에 있어서, 상기 구동하는 단계는, (i)상기 슬루 및 각각의 펀치에 결합되어 각각의 펀치를 이동시키는 드라이브 링을 회전시키도록 슬루를 구동하는 단계; 및 (ii)반경 내측 방향을 따라서 상기 방사형 벽을 천공하도록 각각의 펀치의 이동을 안내하는 단계;를 포함할 수 있다.

(B9) (B8)로 표기된 방법에 있어서, 상기 구동하는 단계는, 상기 드라이브 링에 결합된 복수의 펀치를 이동하는 단계; 및 상기 방사형 벽의 복수의 구멍을 천공하도록 각각의 방사형 내측 방향을 따라서 각각의 펀치를 안내하는 단계를 포함할 수 있다.

(B10) (B9)에 표기된 방법에 있어서, (I)상기 구동하는 단계에서, 상기 구동링에 결합된 하나 이상의 레버 각각의 원위 단부의 방위(azimuthally) 위치로 이동하는 단계; 및 (II)상기 안내하는 단계에서, (1) 하나 이상의 레버 중 하나의 각각의 근접에 연결되고 (2) 그 위에 장착된 하나 이상의 펀치 중 하나 이상을 갖는 하나 이상의 펀치 본체가 적어도 하나의 구멍을 천공하도록 각각의 방사 내측 방향 이동을 가이드하는 단계;를 포함할 수 있다.

(B11) (B1) 내지 (B10)에 따른 방법에 있어서, 상기 방사형 벽 내 하나 이상의 구멍을 천공하도록 제 1 스탬핑 스테이션에서 인가 및 구동하는 단계를 수행하는 단계; 및 상기 방사형 벽 내 하나 이상의 제 2 구멍을 천공하거나 또는 상기 하나 이상의 제 1 구멍의 하나 이상의 모형을 변경하기 위하여 제 2 스탬핑 스테이션에서 인가 및 구동하는 단계를 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.

(C1) 구멍을 갖는 방사형 벽을 가지는 물체를 형성하는 방법에 있어서, 방사형 벽의 링을 형성하는 단계; 및 하나 이상의 회전-작동식(slew-actuated) 펀치로 상기 방사형 벽 내 하나 이상의 구멍을 천공하는 단계;를 포함할 수 있다.

(C2) (C1)으로 표기된 방법은, 상기 천공하는 단계 이후에 상기 링의 형상을 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다.

(C3) (C2)로 표기된 방법에 있어서, 상기 변경하는 단계는 상기 링을 롤-형성으로 하는 단계를 포함할 수 있다.

(C4) (C1) 내지 (C3)로 표기된 방법에 있어서, 상기 천공하는 단계;는 상기 방사형 벽의 반경 내측 방향 표면을 대향하여 반경 외측 방향 압력을 인가하는 단계; 및 상기 방사형 벽 내 적어도 하나의 구멍을 상기 반경 외측 방향 압력의 반대 방향을 따라서 천공하도록 하나 이상의 펀치를 활성화하는 슬루(slew)를 구동하는 단계;를 포함할 수 있다.

(C5) (C4)로 표기된 방법에 있어서, 상기 인가하는 단계는 방사형 벽의 최종 형상을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.

(C6) (C4) 및 (C5)로 표기된 방법에 있어서, 상기 상기 인가하는 단계는 (a) 상기 방사형 벽의 버(burrs) 및 (b)상기 방사형 벽의 왜곡 중 적어도 하나를 방지하는 단계를 더 포함할 수 있다.

(C7) (C1) 내지 (C6)에 표기된 방법 중 어느 하나에 있어서, 상기 형성하는 단계는 링으로 평면 판(flat sheet)을 롤-형성 하는 단계를 포함할 수 있다.

(C8) (C7)로 표기된 방법에 있어서, 롤 형성하는 단계는 적어도 두개의 섹션은 상기 링의 축에 관하여 상호 다른 극각을 가지는, 축 방향 치수를 따라 복수의 섹션을 링에 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

(C9) (C1) 내지 (C6)에 표기된 방법 중 어느 하나에 있어서, 상기 형성하는 단계는 튜브로부터 상기 링을 컷팅(cutting)하는 단계를 포함할 수 있다.

(C10) (C1) 내지 (C9)으로 표기된 방법 중 어느 하나에 있어서, 상기 형성하는 단계는 상기 방사형 벽이 실린더형 또는 원뿔형 이도록 상기 링을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

(C11) (C1) 내지 (C10)으로 표기된 방법 중 어느 하나에 있어서, 상기 형성하는 단계는 상기 방사형 벽의 단면 섹션이 모든 축방향 위치에서 원형이도록 상기 링을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 시스템 및 방법은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 변경될 수 있다. 따라서, 상기 설명에 포함되고 첨부 도면에 도시된 사항은 제한적인 의미가 아니라 예시적인 것으로 해석되어야 한다는 점에 유의해야 한다. 다음의 청구범위는 본 명세서에 기술 된 일반적인 특징 및 특정 특징뿐만 아니라 언어의 문제로 본 시스템 및 방법의 범위의 모든 진술을 포함하도록 의도된다.

Claims (39)

1. 방사형 벽의 반경 방향 내측 표면에 반경 방향 외측 압력을 가하는 팽창성 코어;
   상기 방사형 벽 내 각 구멍에 반경 내측 방향을 따라서 천공(piercing)을 하기 위한 적어도 하나의 회전-작동식(slew-actuated) 펀치;
   드라이브 링;
   상기 적어도 하나의 회전 작동식 펀치 중 하나 이상을 상기 드라이브 링에 각각 연결하는 적어도 하나의 펀치 홀더(punch holder);
   각각의 펀치 홀더를 상기 방사형 벽을 향해 안내하는 가이드; 및
   상기 드라이브 링을 회전시켜 상기 가이드를 따라 각 펀치 홀더를 구동하여 각각의 회전 작동식 펀치로 상기 방사형 벽을 천공하도록 하는 제1 슬루(slew);를 포함하는 회전- 작동식(slew-actuated) 스탬핑 스테이션.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 펀치 홀더 중 하나 이상에 정확히 하나의 펀치가 장착된 스탬핑 스테이션.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 펀치 홀더 중 하나 이상에 하나 이상의 펀치가 장착된 스탬핑 스테이션.
5. 제 1 항에 있어서, 각각의 펀치 홀더는:
   상기 하나 이상의 회전-작동식 펀치 중 하나 이상이 부착되고, 상기 가이드가 상기 펀치 본체에 안내하도록 구성된 펀치 본체;
   상기 펀치 본체를 상기 드라이브 링에 연결하는 레버로서, 상기 레버는 (a) 상기 레버와 상기 펀치 본체 사이에 마련되어 펀치 본체에 대한 레버의 회전을 허용하는 근접 조인트를 통해 상기 펀치 본체 및 (b) 상기 레버와 상기 드라이브 링 사이에 마련되어 드라이브 링에 관한 레버의 회전을 허용하는 원위(distal) 조인트를 통해 상기 드라이브 링의 회전이 상기 펀치 본체를 상기 가이드를 따라서 이동시키도록 상기 드라이브 링에, 결합된 상기 레버;를 포함하는 스탬핑 스테이션.
6. 제 5 항에 있어서, 각각의 펀치 홀더는 상기 레버가 상기 펀치 본체와 평행할 때 상기 각각의 펀치 본체를 반경 방향으로 가장 안쪽 위치에 배치하도록 구성되는 스탬핑 스테이션.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 드라이브링을 회전시키기 위한 상기 제 1 슬루와 협력하는(cooperating) 제 2 슬루 (slew)를 더 포함하는 스탬핑 스테이션.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 슬루 및 상기 제 2 슬루는 상기 드라이브 링의 대향 측면에 결합되는 스탬핑 스테이션.
9. 제 1 항에 있어서, 방사형 벽의 축방향 치수를 따라 움직일 수 있는 테이퍼된 플런저(tapered plunger);를 더 포함하고,
   상기 팽창성 코어는 상기 테이퍼된 플런저가 상기 테이퍼된 다이 세그먼트와 인터페이스하도록 상기 테이퍼된 플런저의 큰 직경에서 이동할 때 상기 테이퍼된 다이 세그먼트가 방사상으로 바깥쪽으로 이동하도록 상기 테이퍼된 플런저 주위에 배열된 복수의 테이퍼된 다이 세그먼트를 포함하는 스탬핑 스테이션.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 복수의 테이퍼된 다이 세그먼트는 상기 테이퍼된 플런저가 상기 테이퍼된 다이 세그먼트에 방사상으로 바깥쪽으로 힘을 가할 때 상기 방사형 벽의 반경 방향 내측 표면에 외측 압력을 가하기 위한 각각의 복수의 반경방향 외측 표면을 포함하는 스탬핑 스테이션.
11. 제 10항에 있어서, 상기 테이퍼된 다이 세그먼트가 상기 방사상으로 바깥쪽으로 힘을 가할 때, 상기 테이퍼된 다이 세그먼트의 상기 방사형 외측 방향 표면은 상기 방사형 벽의 방사형 내측 방향 표면의 최종 형상에 근사하여 상기 방사형 벽의 상기 최종 형상을 달성하는 스탬핑 스테이션.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 최종 형상은 실린더형 또는 원뿔형인 스탬핑 스테이션.
13. 제 11항에 있어서, 상기 최종 형상은 방사형 벽의 축 방향 범위 내의 모든 축 방향 위치에서 원형 단면을 특징으로 하는 스탬핑 스테이션.
14. 제 9항에 있어서, 하나 이상의 슈트(chutes)를 형성하는 상기 테이퍼된 다이 세그먼트는 상기 천공으로 상기 방사형벽으로부터 제거된 물질을 수용 및 드롭(drop)하도록 구성된 스탬핑 스테이션.
15. 제 1항에 있어서, 상기 하나 이상의 회전-작동식 펀치는 상기 방사형 벽의 복수의 직사각형 구멍 각각을 천공하기 위한 직사각형으로 형상된 복수의 펀치를 포함하는 스탬핑 스테이션.
16. 제 1항에 있어서, 상기 하나 이상의 회전-작동식 펀치는 상기 방사형 벽의 축에 대하여 방위 방향으로 등간격으로 떨어져 있는 복수의 구멍을 천공하기 위한 복수의 직사각형 형상의 펀치를 포함하는 스탬핑 스테이션.
17. 제 1항에 있어서, 제 2 회전-작동식 스탬핑 스테이션을 더 포함하는 스탬핑 시스템에서 구현되는 스탬핑 스텡이션으로서, 상기 제 2 회전-작동식 스탬핑 스테이션은,
    상기 회전-작동식 스탬핑 스테이션 내 방사형 벽을 천공한 이후 방사형 벽을 홀딩하고, 상기 반경 내측 방향 표면으로 반경 외측 압력을 인가하도록 구성된 제 2 팽창성 코어; 및
    반경 내측 방향을 따라서 상기 방사형 벽 내 하나 이상의 각각의 제 2 의 구멍을 천공하도록 또는 상기 하나 이상의 제 1 구멍의 하나 이상의 형상을 변경하기 위한 하나 이상의 제 2 회전-작동식 펀치;를 포함하는 스탬핑 스테이션.
18. 방사형 벽의 반경 내측 방향 표면을 대향하여 반경 외측 방향 압력을 인가하는 단계; 및
    상기 방사형 벽의 하나 이상의 구멍에, 상기 반경 외측 방향 압력에 대향한 방향을 따라서 하나 이상의 펀치가 작동되어 천공하도록 슬루(slew)를 구동하는 단계;를 동시에(simultanelously) 포함하며,
    상기 구동하는 단계는:
    상기 슬루를 구동하여 상기 슬루 및 각 펀치에 결합된 드라이브 링을 회전시켜 각 펀치를 이동시키는 단계; 및
    상기 방사형 벽을 천공하도록 반경 내측 방향을 따라 각각의 펀치의 이동을 안내하는 단계;를 포함하는 방사형 벽을 천공하기 위한 방법.
19. 제 18항에 있어서, 상기 인가하는 단계는, 상기 반경 외측 방향 압력을 가하기 위하여 코어를 팽창시키는 단계를 포함하는 방법.
20. 제 19항에 있어서, 상기 팽창시키는 단계는, 상기 방사형 벽의 내부에 반경 외측에 위치한 복수의 테이퍼된 다이 세그먼트(tapered die segments)를 푸시하기 위한 테이퍼된 플런저를 사용하는 단계를 포함하는 방법.
21. 제 18항에 있어서, 상기 인가하는 단계는, 상기 반경 내측 방향 표면의 최종 형상을 획득하는 단계를 포함하는 방법.
22. 제 21항에 있어서, 상기 인가하는 단계는, (a) 상기 방사형 벽의 버(burrs) 및 (b)상기 방사형 벽의 왜곡 중 적어도 하나를 방지하는 단계를 더 포함하는 방법.
23. 제 21항에 있어서, 상기 획득하는 단계는, 상기 방사형 벽의 모든 축 방향 위치에서 반경 내측 방향 표면이 원형 단면도를 획득하는 단계를 포함하는 방법.
24. 제 21항에 있어서, 상기 획득하는 단계는, 상기 반경 내측 방향 표면이 실린더형 또는 원뿔형인 것을 획득하는 단계를 포함하는 방법.
25. 삭제
26. 제 18항에 있어서, 상기 구동하는 단계는,
    상기 드라이브 링에 결합된 복수의 펀치를 이동하는 단계; 및
    상기 방사형 벽의 복수의 구멍을 천공하도록 각각의 방사형 내측 방향을 따라서 각각의 펀치를 안내하는 단계;를 포함하는 방법.
27. 제 18항에 있어서,
    상기 구동하는 단계에서, 상기 드라이브 링에 결합된 하나 이상의 레버에 있어서, 상기 방사형 벽의 축으로부터 더 먼 상기 레버 각각의 원위 단부를 방위각 위치로 이동하는 단계; 및
    상기 안내하는 단계에서, (a) 하나 이상의 레버 중 하나의 각각의 근접에 연결되고 (b) 그 위에 장착된 하나 이상의 펀치 중 하나 이상을 갖는 하나 이상의 펀치 본체가 적어도 하나의 구멍을 천공하도록 각각의 방사 내측 방향 이동을 가이드하는 단계;를 포함하는 방법.
28. 제 18항에 있어서,
    상기 방사형 벽 내 하나 이상의 구멍을 천공하도록 제 1 스탬핑 스테이션에서 인가 및 구동하는 단계를 수행하는 단계; 및
    상기 방사형 벽 내 하나 이상의 제 2 구멍을 천공하거나 또는 상기 하나 이상의 제 1 구멍의 하나 이상의 모형을 변경하기 위하여 제 2 스탬핑 스테이션에서 인가 및 구동하는 단계를 수행하는 단계;를 포함하는 방법.
29. 구멍을 갖는 방사형 벽을 가지는 물체를 형성하는 방법에 있어서,
    방사형 벽의 링을 형성하는 단계;
    하나 이상의 회전-작동식(slew-actuated) 펀치로 상기 방사형 벽 내 하나 이상의 구멍을 천공하는 단계; 및
    상기 천공하는 단계 이후에 상기 링의 형상을 변경하는 단계를 포함하는 방법.
30. 삭제
31. 제 29항에 있어서, 상기 변경하는 단계는 상기 링을 롤-형성으로 하는 단계를 포함하는 방법.
32. 제 29항에 있어서, 상기 천공하는 단계;는
    상기 방사형 벽의 반경 내측 방향 표면을 대향하여 반경 외측 방향 압력을 인가하는 단계; 및
    상기 방사형 벽 내 적어도 하나의 구멍을 상기 반경 외측 방향 압력의 반대 방향을 따라서 천공하도록 하나 이상의 펀치를 활성화하는 슬루(slew)를 구동하는 단계;를 포함하는 방법.
33. 제 32항에 있어서, 상기 인가하는 단계는 방사형 벽의 최종 형상을 획득하는 단계를 포함하는 방법.
34. 제 33항에 있어서, 상기 상기 인가하는 단계는 (a) 상기 방사형 벽의 버(burrs) 및 (b)상기 방사형 벽의 왜곡 중 적어도 하나를 방지하는 단계를 더 포함하는 방법.
35. 제 29항에 있어서, 상기 형성하는 단계는 링으로 평면 판(flat sheet)을 롤-형성 하는 단계를 포함하는 방법.
36. 구멍을 갖는 방사형 벽을 가지는 물체를 형성하는 방법에 있어서,
    방사형 벽을 갖는 링을 형성하는 단계; 및
    적어도 하나의 회전 구동식 펀치로 방사형 벽 내에 적어도 하나의 구멍을 천공하는 단계;를 포함하며,
    상기 링을 형성하는 단계는 평면 판을 링으로 롤-형성하는 단계를 포함하고,
    상기 롤-형성하는 단계는 상기 링에서 상기 링의 축 방향 치수를 따라 복수의 섹션을 롤-형성하는 단계를 포함하며, 상기 섹션 중 적어도 2개는 상기 링의 축에 대해 서로 극각을 갖는 방법.
37. 제 29항에 있어서, 형성하는 단계는 튜브로부터 상기 링을 컷팅(cutting)하는 단계를 포함하는 방법.
38. 제 29항에 있어서, 상기 형성하는 단계는 상기 방사형 벽이 실린더형 또는 원뿔형 이도록 상기 링을 형성하는 단계를 포함하는 방법.
39. 제 29항에 있어서, 상기 형성하는 단계는 상기 방사형 벽의 단면 섹션이 모든 축방향 위치에서 원형이도록 상기 링을 형성하는 단계를 포함하는 방법.
    

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