KR20030059216A - 내부 맞물림이 되는 부품, 특히 중공 휠의 생산을 위한방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부맞물림이 되는 장치, 특히 내부치차의 생산을 위한 방법과 장치에 관한 것인다. 이는 대체적으로 측면벽(F1)이 원주형으로 되어 있는 그릇모양의 프리폼(N)과, 전면으로의 움직임에서 원주형의 측면벽의 외부지름을 줄이고 그렇게 함으로써 실린더 벽부분의 재료가 되는 맨드렐의 외부측면으로 하르는 변형기구, 그리고 생성되어져야만 하는 내부의 맞물림에 맞게(상응해서) 외부측면이 있는 맨드렐이 장치되어 있다. 그리고 변형기구는 아이디어에 맞게 전면으로의 움직임에서 실린더 벽부분(N1)의 아이어닝을 보장하는 하나의 당김고리로서 형성되어 있고, 두개의 설비부분은 아이어닝 동안 프리폼의 실린더 벽부분에서 축을 따른 압력의 힘(긴장)을 만들어내어 프리폼에 작용한다. 진행에 맞게 외부지름의 축소가 당김고리를 매개로 한 아이어닝을 통해 이루어지는데, 이때 아이어닝동안 축을 따른 부가적인 압력의 긴장들이 프리폼의 원주형의 측면벽에 작용한다.

Description

내부 맞물림이 되는 부품, 특히 중공 휠의 생산을 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR THE PRODUCTION OF A WORKPIECE WITH INTERNAL TOOTHING, IN PARTICULAR A HOLLOW WHEEL}

이와 같은 식의 내부 맞물림은 예를 들어 압력실린더(Flow turning)를 통해 이루어진다. DE 198 30 817A1에 따르면, 이때 하나의 그릇 모양의 프리폼(Preform)이 전진하는 움직임 동안 원추형 롤러를 통해서, 이루어져야 하는 내부 맞물림의 외부측면을 보여주는 클램핑 척을 누르고 지름이 줄어드는데, 이 경우 프리폼은 상대적으로 원추형 롤러로 회전한다. 여기서, 프리폼의 원추형 벽부분 재료그 클램핑척의 측면으로 흐르고, 그럼으로써 설비부분의 내부측면이 생겨난다. 압력실린더에서 설비부분의 재료를 빼앗는 높은 가공작업(Flexing work)과 생성된 내부 맞물림의 정도가(품질이) 충분하지 못한 것이 단점이다.

마찬가지로, 에너지손실을 발생시키는 부분적으로 높은 에너지 투여가 가공작업과 연결되어 있다. 클램핑척의 높은 요구로 인해 그 속에 형성된(복제된) 외부 맞물림이 자주 터져버리게 된다. 게다가 높은 설비 소모로 볼 때, 이 과정의 생산성은 상대적으로 작은데, 왜냐하면 1분에 단지 3, 4개의 부분들만 만들어질 수 있기 때문이다.

본 발명은 내부 맞물림이 되는 설비부분, 특히 내부 치차의 생산을 위한 방법과 장치에 관한 것으로, 청구항 제1항의 전문에 관련된 것이다.

다음에서는 이 발명의 실시예와 도믄들로 설명한다.

도 1은 아이어닝 이전에 설치되어 있는 프리폼의 설비;

도 2는 아이어닝 동안의 설비

도 3은 설치되어 있는 프리폼과 아이어닝 이전에 반대축 속의 재료배출구의 설비;

도 4는 아이어닝 동안의 도 3에 해당하는 설비

도 5는 아이어닝이 끝난 후 설비부분의 원주형의 가장자리 끝에 부가적인 교정압력과 부가적인 재료배출구를 가진 설비.

본 발명의 목적은 내부 맞물림이 되는 설비부분, 특히 내부치차를 에너지를 절약하면서 생산하기 위하여 비교적 간단히 설비구조에서 내부 맞물림의 높은 질과 동시에 생산성을 많이 높일 수 있는 방법과 장치를 만들어내는 것이다.

이 목적은 청구항 1과 13의 특징으로 해결된다. 내부 맞물림이 되는 설비부분, 특히 기어를 위해 내부 치차를 생산하기 위한 설비는 전면으로의 움직임에서 그릇모양의 프리폼 외부지름을 줄이고, 그렇게 함으로써 실린더 벽부분의 재료가 맨드렐의 외부측면으로 흐르는 변형기구와 아울러 함께 생성되어져야만 하는 내부의 맞물림에 맞게(상응해서) 외부측면이 있는 맨드렐을 보여준다. 그리고, 아이디어에 맞게 전면으로의 움직임에서 실린더 벽부분(N1)의 아이어닝(ironing)을 보장하는 하나의 당김 고리가 변형기구로서 사용된다.

프리폼의 바닥 아래쪽으로 축을 따라 움직이는 반대축이 아이어닝 동안 프리폼의 바닥 아래로 반대로 작용하는 힘을 행사하는 방식으로 장치되어 있다. 반대축은 이때 바닥의 아래쪽 방향을 가리키는, 대체적으로 전체 바닥부분에 작용하는 하나의 둥근모양 압력표면(부분)을 보여줄 수 있거나, 혹은 프리폼의 실린더 벽부분의 넓이에 맞추어지고, 대체적으로 이에 일직선으로 향해 있으며 프리폼의 바닥 아래 가장자리에 작용하는 고리모양의 하나의 압력표면을 보여줄 수 있다.

프리폼의 실린더 벽부분의 전면쪽으로 축을 따라 움직일 수 있는 하나의 압력피스톤이 아이어닝 동안 전면에 하나의 힘으로 작용하도록 되어 있다. 압력피스톤은 이때 아이어닝 동안 프리폼의 아이어닝 길이에 맞는(상응하는) 축의 움직임 부분에서 당김 고리의 전진 운동쪽으로 축을 따라 움직일 수 있도록 장치되어 있다. 아이어닝 동안 이루어지는 압력피스톤 축의 움직임은 그것에(압력피스톤에) 반대로 작용하는 힘의 영향 속에서 유리한 방식으로 조정될 수 있다. 그리고, 압력피스톤이 유압장치 피스톤위에 축을 따라 움직이도록 놓여져 있다.

이 설비는 압착기 선반과 압착기를 박는 틀로 구성되어 있는 유압식 압착기에 유리하게 장치될 수 있다. 맨드렐이 압착기 선반에 축을 따라 고정되어 연결되어 있고, 맨드렐 위에서 압력피스톤이 유압장치 피스톤 위로 축을 따라 밀 수 있도록 놓여져 있다. 압착기를 박는 틀에는 무엇보다도 당김 고리가 틀에 고정되어 있으며, 그리고 주로 반대축이 유압장치 피스톤 위에 축을 따라 움직일 수 있도록 장치되어 있다. 압력피스톤은 우선적으로 원주형의 압력케이스로 이루어져 있다. 맨드렐의 전면으로 프리폼의 길이에 맞추어진 압력피스톤의 압력표면의 간격은 예를 들면 간격을 띄우기 위한 장치를 거쳐 맞추어질 수 있다.

맨드렐은 설비부분을 내보내기 위해 나선형의 맞물림 속에서 돌릴 수 있도록 장치되어 있다.

내부 맞물림이 되는 설비부분의 생산은 생성되어져야만 하는 내부의 맞물림ㅇ 맞게 외부측면을 보여주는 맨드렐 위에, 바닥이 있으며 대체로 측면벽이 원주형으로 되어 있는 그릇모양의 프리폼이 외부지름이 줄어들면서 실린더 벽부분의 재료가 맨드렐의 외부측면으로 흐르는 것을 통해 이루어진다. 이때 아이디어에 맞게 외부지름의 수축은 아이어닝 동안 당김 고리를 매개로 하여 이루어진다. 아이어닝 동안 축을 따른 압력의 힘(긴장)들이 프리폼의 실린더 벽부분으로 작용하여서 재료가 맨드렐의 측면으로 흐르는 것을 돕는다. 축을 따른 압력의 힘은 우선적으로 원주형 벽의 전면에 작용하는 압력피스톤을 통해 이루어진다. 이때 바닥부분의 변형(일그러짐)을 피하고 반대로 작용하는 하나의 힘을 조달하기 위해서 반대축이 바닥의 아래부분에 동시에 작용한다. 반대축의 반대로 작용하는 힘과 압력피스톤의 힘은, 전체 아이어닝이 진행되는 동안 맨드렐의 윤곽을 완전히 채우는 방사상의 방향으로 재료의 흐름이 이루어지도록 서로 조정될 수 있어야 한다.

압력피스톤은 아이어닝 동안 프리폼의 아이어닝의 길이에 맞는(상응하는) 하나의 축의 움직임을 당김고리가 전진하는 쪽으로 이루어지게 한다. 그리고, 그 축의 움직임은 피스톤을 누르는 힘의 영향속에서 조정된다.

새로운 착상에 의해 기존의 압착기에서 내부가 서로 맞물리는 부분설비들을 좋은 품질로 에너지를 절약하며 생산하는 것이 처음으로 가능하게 된다. 이때 생산성은 압력실린더와 비교해볼 때 약 4-6배 정도 높일 수 있다.

도 1과 2에서는 압착기에 속한 설비의 원칙적인 구조가 설명되어 있다. 압축기 선반(1) 위에는 기구의 하단부분인 2가 연결되어 있는데, 그것은 첫번째 유압장치 피스톤인 3을 보여준다. 기구 하단부분(2)에는 하나의 피스톤(stamp) 위에 외부측면(6)을 보여주는 맨드렐이 축을 따라 견고하게 고정되어 있다. 피스톤(4)과 맨드렐(5)의 중앙에는 내보내는 장치가 작동한다. 유압장치 피스톤(3)에는 어댑터(8) 위에 압력케이스로 되어 있는 압력피스톤(9)이 축을 따라 움직일 수 있도록 부착되어 있다. 압력피스톤 축의 위치는 어댑터(8)와 압력피스톤(9) 사이에 부착할 수 있는 간격을 띄우기 위한 장치(10)를 거쳐 변화될 수 있다. 기구의 상단부분(11)은 압착기를 박는 틀(P)에 연결되어 있고, 두번째 유압장치(13) 위에서 축을 따라 움직일 수 있는 반대축(12)을 보여준다. 그리고, 압착기를 박는 틀에는 당김고리(14)가 어댑터(15) 위에 틀에 맞게 고정되어 있다.

도 1에 의하면, 가장자리가 원주형으로 되어 있는(N1) 그릇모양의 프리폼(N)은 아래로는 맨드렐(5) 위에 부착되어 있어서 전면인 N2는 압력피스톤(9)의 방향으로, 프리폼 바닥 아래부분인 N3는 반대축(12)쪽으로 향하고 있다. 설비의 움직임에 맞게 유압장치 피스톤(13)은 반대축(12)가 프리폼 바닥아래 부분인 N3에 닿을 때까지 반대축(12)을 기구 아래쪽으로 움직이게 한다.

압착기를 박는 틀(P)에 맞게 고정되어 연결되어 있는 당김고리(14)는 압착기를 박는 틀과의 프리스트로크에서 압착기 선반(1) 쪽으로 움직이며, 동시에 첫번째 유압장치 피스톤(3)이 압력으로 움직이고 압력피스톤(9)을 힘 F1으로 프리폼(N)의 전면인 N2쪽으로 누른다(도 2 참조). 동시에 반대축(12)은 반대축의 힘 F2를 그릇모양의 N의 바닥에 행사한다. 아이어닝 동안 압력피스톤(9)은 프리폼(N)의 아이어닝에 맞게(상응해서) 당김고리의 프리스트로크쪽으로 움직인다. 이때 내벽 N2로 작용하는 압력은 힘 F1과 F2로 인해 지탱된다. 동시에 내벽 N2에서 생성된 압력의 힘이 재료의 흐름을 도와주어서 재료가 확실하게 맨드렐의 측면(6)으로 하르게 한다. 그럼으로써, 내부의 맞물림이 탁월하게 보장된다. 아이어닝이 끝난 후에는 기구 상단부분인 11은 위로 움직이고, 그 설비부분은 내보내는 장치를 통해 맨드렐에서 분리되는데, 이때 맨드렐은 비스듬한 맞물림(Helical gearing)에서 돌릴 수 있도록 장치할 수 있다.

넘쳐나는 재료를 배출하게 함으로써, 설비의 과중한 부담을 피하기 위해, 도 3, 4에 따르면 반대축(12)에서 재료배출구(12.2)를 미리 보는 것이 가능하다. 게다가, 반대축912)은 부분설비 N 방향으로 압력부분인 12.1을 보여준다. 그 압력부분은 설비부분 N의 방향으로 지름이 줄어들어서 압력부분인 12.1과 어댑터(15) 사이에 넘치는 재료가 흘러들어갈 수 있으며, 그렇게 함으로써 재료배출구(12.2)로 사용되는 하나의 틈이 생겨난다.

도 5에 따르면, 도 3, 4에서 미리 본 재료배출구(12.2) 외에도 또 하나의 재료배출구(12.3)를 원주형 벽의 끝에 장치하는 일이 가능하다. 압력피스톤(9)의 외부 지름과 당김고리(14)의 내부지름 사이의 틈이 이를 위해 사용될 수 있다.

게다가, 만약 변형의 고자어 마지막에서 증가된 축의 압력이 교정을 위해 작용되면 채워짐이 더 나아지도록 하고 내부 맞물림의 더 높은 정확성에 도달하기 위해 유리하다. 경우에 따라 넘치는 재료는 이때 이미 기술한 바대로 배출될 수 있다. 변형과정이 끝난 후 실린더(3.1)에서 조작된 피스톤(3)은 가장 아래에 위치하게 된다. 증가된 축의 압력은 예를 들면 압력피스톤(9)이, 그것의 외부지름에 나선형 홈(G)을 보여주고 계속해서 홈의 고리인 G1과 연결되어 있는 중간 설비부분인 Z 위로 움직임으로써 조달될 수 있다. 그리고, G1은 다시 실린더(3.1)에 받쳐져 있고, 그럼으로써 설비 하단부분인 2를 통해 압착기 선반(1)에 기대고 있다.

Claims (24)

1. 내부 맞물림이 되는 장치, 특히 내부치차의 생산을 위한 장치에 있어서:

   대체적으로 측면벽(N1)이 원주형으로 되어 있는 그릇모양의 프리폼(N)과, 전면으로의 움직임에서 원주형의 측면벽의 외부지름을 줄이고 그렇게 함으로써 실린더 벽부분의 재료가 맨드렐의 외부측면으로 흐르는 변형기구와 아울러(함께) 생성되어져야만 하는 내부의 맞물림에 맞게(상응해서) 외부측면이 있는 맨드렐이 사용되고 있는데, 변형기구가 전면으로의 움직임에서 실린더 벽부분(N1)의 아이어닝을 보장하는 하나의 당김고리로서 형성되어 있고 아이어닝 동안 프리폼의 실린더 벽부분에서 축을 따른 두개의 압력의 힘(긴장)을 만들어내는 부분들이 프리폼에 작용하는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 프리폼의 바닥 아래(N3)를 향해 첫번째 설비부분이 축을 따라 움직일 수 있는 반대축(12)의 형태로 배치되어 있고, 그 반대축은 당김고리를 통한 아이어닝 동안 반대로 작용하는 하나의 힘(F2)으로 프리폼의 바닥아래로 작용하는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제2항에 있어서, 반대축이 바닥의 아래쪽 방향을 가리키는 하나의 둥근모양의 압력표면(부분)을 보여주고 대체적으로 전체 바닥부분에 작용하는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 반대축이 바닥의 아래쪽 방향을 가리키는 고리모양의 압력표면을 보여주고, 이 압력부분은 프리폼의 실린더 벽부분(N1)의 넓이에 맞추어지고, 대체적으로 이에 직선으로 향해있으며 프리폼의 바닥아래의 가장자리에 작용하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제1항 내지 제4항중의 어느 한 항에 있어서, 프리폼의 실린더 벽부분(N3)의 전면(N2) 쪽으로 두번째 설비부분이 축을 따라 움직일 수 있는 압력피스톤(9)의 형태로 배치되어 있고, 압력피스톤은 아이어닝 동안 전면에 하나의 힘(F1)으로 작용하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제1항 내지 제5항중의 어느 한 항에 있어서, 아이어닝 동안 압력피스톤이 프리폼의 아이어닝의 길이에 맞는(상응하는) 축의 움직임 부분에서 당김고리의 전진운동 쪽으로 축을 따라 움직일 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제6항에 있어서, 아이어닝 동안 이루어지는 압력피스톤의 축의 움직임이 압력피스톤에 반대로 작용하는 힘(F1) 속에서 조정될 수 있다는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제1항 내지 제7항중의 어느 한 항에 있어서, 압력피스톤914)이 유압장치 피스톤(3) 위에 축을 따라 움직이도록 놓여져 있는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제1항 내지 제8항중의 어느 한 항에 있어서, 압착기 선반(1)과 압착기를 박는 틀(P)로 구성되어 있는 압착기에 속해 있고, 맨드렐(4)은 압착기 선반에 축을 따라 고정되어 연결되어 있고 압력피스톤(9)은 맨드렐(4) 위에서 유압장치 피스톤(3) 위로 축을 따라 밀 수 있도록 놓여져 있으며, 압착기를 박는 틀에는 반대축이 압력을 움직일 수 있어 축을 따라 움직일 수 있도록 되고, 당김고리(14)는 틀에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제1항 내지 제9항중의 어느 한 항에 있어서, 압력피스톤이 하나의 원주형의 압력케이스로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제10항에 있어서, 맨드렐(5)의 전면으로부터의 프리폼의 길이에 맞추어진 압력피스톤의 압력표면 간격은 간격을 띄우기 위한 장치(10)를 거쳐 맞추어질 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제1항 내지 제11항중의 어느 한 항에 있어서, 맨드렐이 설비부분(N)을 내보내기 위해 돌릴 수 있도록 장치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제1항 내지 제12항중의 어느 한 항에 있어서, 맨드렐(5) 속에 축을 따라 움직이는 내보냄 장치(7)가 돌릴 수 있도록 놓여져 있는 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제1항에 있어서, 설비부분 끝의 한쪽 혹은 양쪽 모두에 재료배출구가 장치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
15. 제14항에 있어서, 재료배출구(12.2)가 반대축(12) 속에 있는 것을 특징으로 하는 장치.
16. 제15항에 있어서, 재료배출구가 내부에 압력피스톤을 가지고 있는 어댑터(8) 속에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
17. 내부맞물림이 되는 장치, 특히 내부치차의 생산방법에 있어서:

    생성되어져야만 하는 내부맞물림에 맞도록 외부측면을 보여주는 맨드렐 위에, 바닥부분과 대체적으로 원주형의 측면 벽으로 되어 있는 그릇모양의 프리폼을 보여주는데, 그 외부지름이 줄어들어서 원추형의 벽부분 재료가 맨드렐의 외부측면으로 흘러들어가고, 당김고리를 매개로 아이어닝을 통해 (프리폼의) 외부지름이 줄어들게 되고, 아이어닝 동안 부가적으로 생긴 축을 따른 압력의 힘(긴장)들이 프리폼의 원주형의 측면에 작용하는 것을 특징으로 하는 방법.
18. 제17항에 있어서, 축을 따른 압력의 긴장들이 원주형의 양쪽 측면 벽 부분에작용하는 설비부분들로 인해 생겨나는 것을 특징으로 하는 방법.
19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 아이어닝 동안 첫번째 설비부분이 반대로 작용하는 힘(F2)을 가진 반대축의 형태로 프리폼의 바닥 아래로 작용하고, 두번째 설비부분이 하나의 힘(F1)을 가진 압력피스톤의 형태로 원주형의 측면벽의 전면에 작용하는 것을 특징으로 하는 방법.
20. 제17항 내지 제19항중의 어느 한 항에 있어서, 압력피스톤의 아이어닝 동안 프리폼의 아이어닝 길이에 상응하는 축을 따른 피스톤 움직임이 당김고리가 전진하는 움직임 쪽으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
21. 제20항에 있어서, 아이어닝 동안 이루어지는 압력피스톤의 축을 따른 피스톤 움직임이 그것의 힘(F2)의 영향속에서 조정된다는 것을 특징으로 하는 방법.
22. 제17항 내지 제21항중의 어느 한 항에 있어서, 반대축의 반대로 작용하는 힘(F2)과 압력피스톤의 힘(F1)이 전체 아이어닝 동안 맨드렐의 윤곽을 완전히 채우는 방사상의 방향으로 재료의 흐름이 이루어지도록 서로 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
23. 제17항 내지 제22항중의 어나 한 항에 있어서, 아이어닝이 끝난 후 증가된축의 압력이 교정을 위해 장치에 작용하는 것을 특징으로 하는 방법.
24. 제17항 내지 제23항중의 어느 한 항에 있어서, 아이어닝 동안과 교정압력이 작용하는 동안, 그렇지 않으면 아이어닝 동안인, 혹은 교정압력이 작용하는 동안 남아도는 재료가 재료배출구로 흘러나가는 것을 특징으로 하는 방법.