KR20030067559A

KR20030067559A - 조립식 중공 샤프트 연결 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20030067559A
Application number: KR10-2003-0007651A
Authority: KR
Inventors: 아즈벡요헨; 블뢰커헤닝
Original assignee: 무어 운트 벤더 카게
Priority date: 2002-02-08
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2003-08-14
Also published as: US7096575B2; KR100555272B1; US20030150095A1; ATE365598T1; DE50210374D1; DE10205540C1; ES2288180T3; JP3866203B2; EP1334784A2; JP2003231025A; EP1334784A3; EP1334784B1

Abstract

튜브와 튜브 상에서 활주하는 캠, 플랜지, 베어링 슬리브, 펄스 생성 장치, 치형 기어 및 체인 기어와 같은 부속품으로 구성된 조립식 중공 샤프트 연결 방법에 있어서, 튜브는 부속품이 영구 가압 끼워맞춤에 의해 튜브에 고정되는 방식으로 내압을 가하여 개별 부분에서 반경 방향으로 부속품 내부에서 소성(plastically) 연장하고, 부속품과 튜브는 개별적으로 위치되고 상호 상대적으로 고정된 다음 튜브는 개별 부속품과 결합된 개별 부분에서 소성 연장한다.

Description

조립식 중공 샤프트 연결 장치 및 방법 {METHOD OF AND DEVICE FOR JOINING ASSEMBLED HOLLOW SHAFTS}

본 발명은 튜브와 튜브 상에서 활주하는 캠, 플랜지, 베어링 슬리브, 트리거 디스크, 치형 기어 또는 체인 기어와 같은 부속품으로 구성되고, 부속품 내부의 튜브는 부속품이 영구 가압 끼워맞춤에 의해 튜브에 고정되는 방식으로 내압을 가하여 개별 부분에서 반경 방향으로 소성(plastically) 연장하는 캠샤프트 또는 구동샤프트와 같은 조립식 중공 샤프트 연결 방법 및 장치에 관한 것이다.

상기 방법의 본질은 모든 구동 요소, 특히 모든 캠 및 캠 샤프트의 구동 피스톤이 관통 구멍을 가지며 튜브 상에서 활주하는 개별 요소로 생산된다. 따라서, 구동 요소와 축방향으로 결합되는 개별 작동 영역을 포함하고 각각이 수압 매개체가 3000 바아에 이르는 고압으로 인가될 수 있는 2개의 환형 밀봉부에 의해 한정되는 프로브 부재는 튜브 안쪽으로 활주된다. 따라서, 튜브는 각각의 종방향 부분으로 소성 연장되므로, 구동 요소를 중공 샤프트 상에 견고히 끼워 맞출 수 있다. 구동 요소의 변형은 양호하게는 순수 탄성 영역에서 발생한다.

원칙적으로 중공 샤프트 상의 캠, 기어휠 및 베어링 부시와 같은 복수의 구동 요소를 한 작업으로 동시에 고정시키는 방법 및 장치가 유럽 특허 공보 제0 213 529호로부터 공지되어 있다. 특히 각도 정밀성의 관점에서 구동 요소를 중공 샤프트에 상대적인 정확한 위치에 지지하는 문제점은 대체로 미해결된 채로 남아있다.

독일 특허 공보 제39 33 565호는 모든 구동 요소를 중공 샤프트에 위치 설정하는 장치 및 방법을 기술한다. 이러한 경우에도, 모든 구동 요소가 위치 설정된 후에, 모든 구동 요소는 구동 요소와 결합된 개별 부분에서 중공 샤프트를 동시에 연장시켜서 중공 샤프트 상에서 함께 연결된다. 구동 요소는 그들의 축 및 각도 위치에 관해 전자기력에 의해 위치 설정된다. 구동 요소 및 중공 샤프트의 자성에 관해서, 이러한 위치 설정 방법의 정확성은 의심스럽다. 중공 샤프트가 수평축에 지지되는 장치는 자동화하기가 매우 어렵다.

유럽 특허 공보 제0 295 281호는 전술한 형식의 샤프트를 연결하는 방법 및 장치를 제안하는데, 먼저 모든 구동 유소는 중공 샤프트 상에서 활주하고, 다음으로 중공 샤프트는 개별 구동 요소 각각에 대해 분할 가능한 다이를 포함하고 각각의 요소를 중공 샤프트 및 잔류 구동 요소 각각에 상대적인 소정의 축 및 각도 위치에서 지지하는 전체 장치 안쪽으로 삽입된다. 수평 위치와 수직 위치에 있는 축을 갖는 실시예가 제공된다. 이러한 장치는 자동화하기에 매우 어렵고, 각각의 연결 형식은 독자적인 다이 삽입체 세트를 요구하고 전체 장치는 개별적으로 분리 가능한 다이의 축방향 위치에 대해 새롭게 설정되어야 하므로 다양한 설계를 갖는 샤프트에 대해 전체적으로 부적합하다.

전술한 방법은 프로브의 작동부의 개수가 크므로, 결함이 생성될 수 있는 개수가 증가하고 결함의 원인을 즉시 확인하기가 쉽지 않다. 프로브가 작동하는 동안 유압 곡선이 임의의 오동작을 가르킨다면, 전체 조립식 샤프트는 불합격된다고 생각된다.

다양한 유압이 중공 샤프트의 상이한 개별 부분, 예컨대 한편으로는 스퍼 기어 플랜지 및 다른 한편으로는 캠에 인가되어야 한다면, 이것은 고도로 복잡한 프로브 설계에 의해서만 달성될 수 있다.

비교적 짧은 시간 내에, 작동 부분을 쌍으로 한정하는 프로브에서의 밀봉부의 피할 수 없는 마모는 복잡한 작업인 환형 프로브 밀봉부를 대체할 필요성을 야기한다.

따라서 본 발명의 목적은 상기 장치에 대한 간단한 설계를 구현하면서 상당한 정도까지 공정을 자동화하기에 적합한 장치 및 방법을 제공하는 것이다. 이러한 목적은 부착 가능한 부품 및 튜브가 개별적으로 위치 설정 및 고정된 다음, 튜브는 개별 부속품과 결합된 개별 부분에서 소성 연장함에 특징이 있는 방법을 사용함으로써 달성될 수 있다. 또한, 상기 목적은 부속품에 대한 단일의 위치 설정 및 고정 유닛과 튜브에 대한 단일의 지지 및 위치 설정 장치를 제공하는 특징이 있는 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다. 구동 요소가 중공 샤프트 상에 개별적으로 위치된 다음 차례로 고정되는 방법을 적용함으로써, 상기 장치는 연속적으로 로딩되는 구동 요소들에 대해 단일의 위치 설정 및 고정 장치만이 요구된다는 점에서 매우 간소화된다. 프로브의 설계 또한 단일의 작동 부분만을 포함할 필요가 있다는 점에서 간소화된다. 상이한 길이의 작동 부분이 요구되더라도, 각각의 작동 부분을 포함하고 요구되는 위치에 대체적으로 위치될 수 있는 상이한 프로브를 제공하는 것은 비교적 손쉽다. 프로브에서 누수된 결과로서 예컨대 연결 작업이 압력 형성의 관점에서 요구되는 과정을 밟지 않더라도, 각각의 단점은 즉시 확인될 수 있고 연결 작업은 필수적으로 발생하는 임의의 불량품 없이 반복될 수 있다.

양호한 방법에 따르면, 부속품은 공간에 개별적으로 위치 설정되고 고정되며, 각각의 부속품에 대해 튜브는 결합된 소정의 축 및 각도 위치로 이동하고, 부속품과 축방향으로 결합된 개별 튜브 부분은 소성 연장되는 것을 제안한다. 각각의 장치는 위치 설정 및 고정 유닛이 공간에 고정되고, 튜브 축에 관해서 튜브를 위한 지지 및 위치 설정 장치는 상기 위치 설정 및 고정 유닛에 상대적으로 축방향 및 회전식으로 구동가능한 방식으로 설계된다. 이러한 실시예는 부속품, 특히 캠을 위한 위치 설정 및 고정 유닛이 부품들의 상호 상대적인 모든 위치 설정이 공간내에서 튜브의 축방향 및 회전 이동에 의해 제어되는 동시에 위치 설정 및 고정 유닛의 자동적 로딩을 크게 용이하게 하는 정상 조건으로 지지될 수 있다는 점에서 상당한 장점을 갖는다. 각각의 제어 공정은 NC 제어 유닛에 의해 수행되어야 한다. 튜브 상에서 상호 상대적으로 부착 가능한 부품들의 상대적 위치는 지지 및 고정 장치의 동일한 위치 설정에 의해 매우 정확하다. 전체 공정 중에, 튜브 클램핑 조건은 변하지 않는다.

상기 방법의 제1 실시예에 따르면, 하나의 튜브 상에 모든 부속품을 위한 연결 스테이지가 하나의 단일 공통 장치(연결 스테이션)에서 발생하는 것이 제안된다. 특히, 이는 적은 생산 작업량에 적용된다. 척 내에 튜브를 클램핑한 상태가 변하지 않고 유지되어서, 이는 서로에 대해 부속품의 가능한 한 가장 큰 위치 설정 정확성에 이른다.

상기 방법의 제2 실시예에 따르면, 복수의 장치(연결 스테이션)가 제공되어 있으며, 각 연결 스테이션에서 단 하나의 단일 부속품은 튜브 상에 위치 설정되고 그와 함께 연결된다. 연결 스테이션의 개수는 샤프트를 위한 부속품의 개수와 대응하며, 전체 시스템에는 예비 스테이션이 선택적으로 제공된다. 각도 정확성이 계속해서 유지되는 것을 보장하기 위해서는, 이 경우에 튜브의 클램핑 상태도 변하지 않고 유지되어야 한다. 이를 위해, 튜브는 스테이션의 각각의 하나에서 수용 또는 지지 장치 내의 척에서 클램핑 및 정지면에 의해 정확한 높이로 그리고 정확한 각도 위치로 고정될 수 있는 척과 결합되어야 한다.

양호한 실시예에서, 각 스테이션은 공구 교체 유닛을 포함하며, 이 공구 교체 유닛에 의해 추가 부속품이 제공된 튜브는 각각의 부착 가능 요소가 제공되어야 하는 튜브에 의해 교체될 수 있다. 전술된 바와 같이, 핸딩 오버 및 클램핑 작동은 튜브와 결합된 자유롭게 이송 가능한 척에서 즉시 발생한다. 상기 공구 교체 유닛은 튜브를 위한 지지 및 위치 설정 장치에서 양호하게 배열된다.

다른 양호한 실시예에서, 스테이션으로부터 스테이션으로의 이송 트랙 상에 안내되고, 스토퍼에 의해 개별 스테이션에서 정지되고, 이송 경로 내로 활주될 수 있고, 이송 유닛이 이송 경로 내의 위치에 대한 그리고 튜브의 수직 배열에 대한 정확한 위치에서 클램핑 수단에 의해 클램핑되는, 팔레트 유형의 작업편 이송 유닛이 제공되어 있다. 또한, 이러한 작업편 이송 수단은 개별 스테이션에서 양호하게 사용될 수 있어서, 작업편을 스테이션 내로 진입시키고 스테이션으로부터 이 작업편을 제거하는 공정은 자동화될 수 있다.

특히 양호한 실시예에서, 또한, 팔레트 유형의 상기 작업편 이송 유닛은, 다이에서 완전 중공 샤프트, 특히 캠샤프트를 위한 완전한 세트의 부속품을 운반하며, 상기 다이의 부품의 개수는 스테이션으로부터 스테이션으로의 것에 의해 감소된다.

특정 스테이션에서 이송 유닛 중 하나가 이동되고 고정된 후에, 우선 이송 유닛 상에 새롭게 이동된 튜브가 스테이션에 이미 위치된 튜브를 대체하고 각각의 부속품이 제공되어 있다면, 각 스테이션에 부속품이 부분적으로 구비된 튜브는 제1 스테이션으로 진입하기 전에 내부로 우선 삽입되었던 이송 유닛에 대해 하나의 스테이션에 의해 뒤에 남아있다.

이송 유닛은 스테이션으로부터 스테이션으로 동일한 위상으로 이동된다. 따라서, 연결 작업은 모든 스테이션에서 동일한 위상으로 발생한다.

이송 유닛을 완전한 세트의 부품으로 구비하는 것은, 준비 작동이 수동으로 수행될 수 있지만 큰 생산 작업량으로 인해 자동으로 수행하는 것이 정당한, 하나의 단일 준비 스테이션에서 완전 시스템을 위해 준비될 수 있다는 점에서 매우 유익하다. 수동 준비의 경우에, 준비 스테이션에는 준비의 완전성 및 정확성을 위해 자동 점검 스테이션이 후속될 수 있다. 이송 유닛은 폐쇄 루프 상에서 양호하게 진행한다. 최종 연결 스테이션 뒤에, 척이 고속 클램핑 수단에 의해 상기 작동 스테이션에서 각각의 수용 장치 내로 다시 클램핑되어서 정리(straightening), 길이 절삭 및 측정과 같은 후속 작동을 용이하게 하기 위해, 양호하게 척 내의 클램핑 수단이 해제되면서 완전 중공 샤프트가 축출되며, 즉 척이 중공 샤프트와 함께 플랜트를 방치한다.

양호한 실시예에서, 부속품은, 상기 팔레트형 이송 유닛으로부터 제거되고 위치 설정 및 고정 장치 내로 삽입될 때, 스테이션으로부터 스테이션으로의 그의 이송 평면을 양호하게 떠나지 않는다. 이 방식으로, 스테이션에의 부착 가능 요소를 위한 이송 수단은 2개의 축들을 따라 하나의 평면에서 단지 이동될 수 있는 그러한 방식으로 단순화될 수 있다. 이는 상기 요소들이 스테이션에 단지 놓일 수 있는 한편, 연결 작업 후에 튜브를 위한 위치 설정 수단을 제어함으로써 스테이션의 외부로 들어올려지므로 달성된다.

개별 연결 스테이션이 동일하게 설계되고 일반적으로 사용될 수 있다는 것이특히 유리하다. 물론, 스테이션은, 튜브 상의 가장 높은 위치에 있는 부속품이 제1 연결 스테이션에서 연결되고 그로부터 상기 요소가 최종 연결 스테이션의 튜브 상의 가장 낮은 위치에 있는 부속품에 하강하는 단계에서 연결되는 방식으로 계획되어야 한다.

양호하게는, 튜브 확장 프로브는 2개의 레벨 사이에서 조정 가능하며, 위치 설정 및 고정 유닛 내로 부속품을 삽입할 때 작동부를 갖는 자유 프로브 단부는 하향으로 후퇴되며, 단지 그 결과, 부속품이 삽입되고 고정된 후에, 상기 자유 프로브 단부는 작동부가 부속품 내측에 위치 설정되는 방식으로 위치 설정 및 고정 유닛 내로 전방 이동된다. 프로브 단부에서 정확한 축방향 위치를 보장하기 위해, 전방으로 이동되기 위한 자유 프로브 단부는, 인장될 수 있고 프로브가 이를 통해 활주되는 것을 방지하지 않는 안내부에 일시적으로 중심이 설정된다. 프로브가 부속품 내로 활주되고 내부에 여전히 중심이 설정되고 지지되자마자, 튜브의 하부 개방 단부는 위로부터 하강되고, 중심 설정 장치 내로 도입되고, 프로브 단부 위에 안내된다. 튜브가 프로브를 둘러싸자마자, 튜브가 필요로 하는 한, 프로브 상에서 하향으로 활주될 수 있도록 프로브 고정 장치는 개방된다. 이 후에, 튜브는 그의 하부 단부에서 견고하게 클램핑되며, 프로브는 튜브 내측에 작동부의 양측부 상에 밀봉 링에 의해 그 자체 중심을 설정한다. 공압 수단에 의해 고정된 부속품은 후속하는 수압 확장 작동 중에 반경 방향으로 확장되어서 튜브 상에 자체 중심을 설정할 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예는 도면에 도시되고 이하에 설명될 것이다.

도1의 a) 내지 도1의 c)는 본 발명의 연결 스테이션을 도시하며, 도1의 a)는 측면도이고, 도1의 b)는 단부도이고, 도1의 c)는 평면도.

도2의 a) 및 도2의 b)는 상세한 형태로 튜브 지지 장치를 구비한 부속품을 위한 팔레트를 도시하며, 도2의 a)는 측면도이고, 도2의 b)는 평면도.

도3의 a) 및 도3의 b)는 상세한 형태로 부속품을 위한 수평 이송 유닛을 도시하며, 도3의 a)는 측면도이고, 도3의 b)는 평면도.

도4는 상세한 형태로 부속품을 위한 위치 설정 및 고정 장치를 도시한 도면.

도5는 상세한 형태로 프로브 지지 장치를 도시한 측면도.

도6은 도1에 따른 8개의 개별 연결 스테이션을 구비한 완전 시스템을 도시한 평면도.

도7은 부분적으로 발명의 캠 샤프트를 도시하며, 도7의 a)는 종단면도이고, 도7의 b)는 캠의 단면도.

도8은 본 발명의 프로브 헤드를 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 작업편 전달 유닛

11 : 팔레트

12 : 기부판

13 : 운송 수단

14 : 다이

15 : 스탠드

16 : 지지 장치

17 : 척

18 : 튜브

19 : 스탠드

20 : 튜브 지지 및 유치 설정 장치

21 : 선형 구동 모터

22 : 지지 장치

23 : 척

24 : 로터리 구동 모터

25 : 작업편 교체 장치

26 : 파지 아암

27 : 파지 아암

28 : 로터리 헤드

30 : 수평 운송 유닛

31 : 운반대

32 : 그리퍼

33 : 횡방향 안내부

34 : 활주부

35 : 종방향 안내부

36 : 수직 안내부

37 : 리세스

38 : 리세스

39 : 오일 포획 접시

40 : 위치 설정 및 고정 유닛

41 : 실린더 하우징

42 : 실린더 하우징

43 : 지지 조

44 : 지지 조

45 : 롤러

46 : 롤러

47 : 롤러

48 : 롤러

49 : 휴대 링

50 : 축

51 : 활주부

52 : 기부판

53 : 크랭크

55 : 그리퍼

56 : 그리퍼

57 : 그리퍼

58 : 그리퍼

60 : 프로브 지지 및 안내 장치

61 : 실린더형 하우징

62 : 설정 피스톤

63 : 클램핑 장치

64 : 프로브 부재

65 : 그리퍼

66 : 광 차단 유닛

67 : 반사기

68 : 프로브 헤드

69 : 내부 보어

70 : 프로브 축

71 : 칼라

72 : 칼라

73 : 환형 밀봉부

74 : 환형 밀봉부

75 : 간격 슬리브

76 : 반경 보어

77 : 나사가공된 연결 수단

78 : 나사나공된 인장 수단

80 : 연결 스테이션

81 : 운송 루프

82 : 준비 스테이션

83 : 점검 스테이션

84 : 축출 스테이션

85 : 컨베이어 벨트

86 : 랙

이하, 도1의 a) 내지 도1의 c)에 따른 연결 스테이션은 연관되어 설명될 것이다. 3개의 이동 축은 기준 기호 x, y 및 z로 주어진다. 랙(90)은 화살표(P) 방향으로 수평 이송 가능하고 팔레트(11)와 스탠드(15)로 구성되는 작업편 이송 유닛(10)을 포함하도록 보여질 수 있는데, 팔레트는 장치의 내측으로 연장하는 이송 트랙(13) 상에 연장한다. 특히, 이동 방향에 대해 평행하게 연장하는 홈 에지에 팔레트(11)에의 하나의 홈을, 그리고 이송 방향에 대해 평행하게 연장하는 대향 에지에 2개의 보어를 제공하는 것이 가능하며, 상기 수용 수단은 이송 방향에 대해 평행하게 연장하는 90도 프리즘에 의해 일측부로부터, 그리고 동일한 수평 평면에 위치 설정된 2개의 테이퍼진 핀들에 의해 타측부로부터 장착되어서, 팔레트(11)는 정확하고 수평으로 정렬된 위치에 그리고 그의 이송 경로 상의 정확한 위치에 고정된다. 팔레트의 기부판(12)에는, 본 발명의 캠샤프트를 위한 부착 가능 요소의 완전한 세트를 정확한 위치에 설정하는 다이(14)가 위치 설정되어 있다. 기부판(12)에는, 정확히 수직으로 정렬된 스탠드(15)가 배열되어 있으며, 그의 상부 단부에는 개별 척(17)을 위한 지지 및 클램핑 장치(16)가 고정되어 있다. 척(17)은 자유 이동하고 각을 이룬 정확한 경로로 지지 장치(16) 내에 위치 설정될 필요가 있는 외부 결합 수단을 포함한다. 튜브(18)는 척(17)내에 견고하게 클램핑되며, 본 발명에 따른 전체 연결 공정 중에 상기 견고하게 클램핑된 위치를 유지한다.

랙(90)에는 수적으로 제어된 튜브 지지 및 위치 설정 장치(20)가 선형 구동 모터(21)에 의해 수직으로 이동 가능한 추가 스탠드(19)가 제공되어 있다. 위치설정 장치(20)에는, 척(17)과 동일한 유형인 추가 척(23)이 제공되어 있다. 그러나, 지지 장치(22)는, 지지 장치(22)를 이동시켜 랙(10) 내측의 임의의 회전 위치로 척(23)을 이동시킬 수 있는, 수적으로 제어된 회전 구동부(24)가 제공되어 있어서 지지 장치(16)로부터 일탈한다. 추가 튜브(18')는 척(23) 내에 클램핑된다. 척(23) 내의 튜브(18')에는 이미 부속품이 구비되어 있으며, 이 경우에 스탠드(19) 내의 튜브(18)에 의해 대체된다.

2개의 척(17, 23) 사이에는, 위치 설정 장치(20)에 고정되고 2개의 반경 방향으로 대향된 파지 아암(26, 27) 및 회전 헤드(28)를 포함하는 척 교체 장치(25)가 제공되어 있다. 회전 헤드를 90도만큼 회전시킴으로써, 표준 공구 교체 장치의 설계로 설계된 상기 장치는, 후에 그들의 지지 장치들(16, 22)로부터 해제되는 척들(27, 23) 모두를 동시에 둘러쌀 수 있으며, 회전 헤드를 180도만큼 계속하여 회전시킴으로써, 상기 척들은 지지 장치(16, 22)에 의해 다시 취해질 때까지 서로에 대해 교체될 수 있다. 이 후에, 회전 헤드(28)는 제위치로 90도만큼 회전될 수 있어서, 17의 위치에서 특징 지워진 튜브는 팔레트(11)를 더 이송하고 추가 팔레트(11)에서 이동함으로써 다른 튜브에 의해 대체될 수 있으며, 이 후에, 23의 위치에 위치 설정된 튜브는 연결 작업을 위해 요구되는 이동과 단계를 겪을 수 있다. 더욱이, 랙에는 이송 방향에 대해 횡방향으로 연장하는 그리퍼(32)를 구비한 카트리지(31)를 위한 제1 안내부(33)를 포함하는 3개의 프롱 그리퍼(32)를 구비한 수평 이송 장치(30)가 제공되는데, 이송 방향으로 이동하는 활주부(34)를 위한 안내부(35)뿐만 아니라, 안내부(33)는 활주부(34)에 고정된다. 이어서, 그리퍼(32)는 수직 안내부(36)를 포함한다. 그리퍼(32)와 상기 전술된 안내 수단은 개별 부착 가능 요소를 수적으로 제어하기 위해 사용되고, 다이(14) 내의 지지 수단으로부터 이 개별 부착 가능 요소를 제거하고, 중심이 척(23)의 축 아래에 위치 설정된 위치 설정 및 고정 장치(40) 내로 이 개별 부착 가능 요소를 이동시킬 수 있다. 고정 장치(40) 아래에는 수압 작용물 프로브(64)가 지지되고 2개의 위치로 축방향 이동될 수 있는 프로브 지지 및 활주 유닛(60)이 배열되어 있다. 또한, 장치는 파지 유닛(65)을 포함하며, 이에 의해, 튜브가 활주될 때 프로브(64)가 일시적으로 고정될 수 있다. 그러나, 상기 그리퍼(65)는 즉시 다시 개방되어서, 튜브 상의 부착 가능 요소의 미리 결정된 위치에 따라서, 후자는 프로브(64)를 넘어서 하향으로 이동될 수 있다. 부착 가능 요소를 고정 장치(40) 내로 삽입하기 위해, 프로브(64)는 그의 하부 위치로 축방향 이동되어서, 삽입 이동이 방해되며, 그 결과, 튜브를 하강시키기 전에 프로브(64)는 그의 제2 높은 위치로 이동되며, 프로브의 작동부는 부착 가능 요소 내측에 놓이게 된다.

도2의 a) 및 도2의 b)는 연관되어 이하에 설명될 것이다. 팔레트 기부판(12)을 구비한 작업편 이송 유닛(10), 상기 기부판(12) 상에 볼트 체결된 다이(14), 기부판에 또한 볼트 체결된 스탠드(15), 및 척을 위해 사용되고 스탠드에 부착된 지지 장치(16)를 확대된 상세도 형태로 도시한다. 다이에는 예를 들어 원통 베어링 슬리브가 내부에 삽입될 수 있는 6각형 리세스(38) 뿐만 아니라, 각도 위치가 리세스(17)의 것들과 대략 대응되는 개별 캠이 내부에 삽입될 수 있는 12개의 리세스(17)가 제공되어 있다. 이들 상이한 리세스(37, 38)는 전술된그리퍼(32)에 의해 수적으로 제어될 수 있다. 지지 장치(16) 아래에는, 적어도 하나의 부착 가능 요소를 구비한 튜브로부터 떨어지는 오일을 포획할 수 있는 오일 포획 접시(39)가 제공되어서, 상기 오일은 손실되지 않거나 이송 수단에 이르지 않는다. 이미 전술된 바와 같이, 지지 수단(16)은 팔레트(11)가 클램핑된 상태로 기부판(12)에 대해 그리고 이 후에 랙(90)에 대해 수직으로 척(17)이 회전각에 대한 정확한 위치에 지지될 수 있도록 하는 방법으로 배열된다.

또한, 도3의 a) 및 도3의 b)는 연관되어 이하에 설명될 것이다. 이들은 Y축의 방향으로 레일(33) 상에서 이동될 수 있는 운반대(31)에 배열되는 그리퍼 헤드(32)를 도시한다. 레일(33)은 활주부(34)에 지지되며, 이 활주부(34)는 X축을 따라 활주 안내부(35) 상에서 이동 가능하다. 이어서, 그리퍼 헤드(32)는 Z축의 방향으로 운반대(31)의 안내부(36)에서 이동 가능하다. 그리퍼(32)는 3개의 반경 방향으로 조정 가능한 프롱(39)을 포함한다. 필요하다면, Z축의 방향으로의 높이에 대한 그리퍼 헤드의 조정은, 프롱(39)이 부속품에 측방향으로 접근하고 부속품을 중심적으로 둘러싸는 정도로 개방될 수 있다면, 제거될 수 있다.

도4의 a) 및 도4의 b)는 연관되어 이하에 설명될 것이다. 전체적으로 도1에 도시된 위치 설정 및 고정 장치(40)는 여러 공압 클램핑 장치 및 지지 장치가 장착되어 있는 기부판(52)을 단지 포함한다. 클램핑 조(43, 44)를 구비한 제1 쌍의 실린더 하우징(41, 42)은 부속품 중 하나, 특히 캠을 지지하고 고정하는 역할을 한다. 쌍을 이룬 조의 전방 단부에는, 수직 롤러 축을 구비한 롤러들(45, 46, 47)이 제공되어 있어서, 클램핑 조(43, 44)가 폐쇄될 때 환형 디스크(49) 상에 위치된 캠이 축(50) 상에 중심을 설정한다. 클램핑 조(44)의 실린더 하우징(41)은 X축의 방향으로 판(52)에 대해 활주부(51)에 의해 조정 가능하다. 이를 위해, 조정 크랭크(53)가 제공되어 있다. 한편, 클램핑 조(44)의 실린더 하우징(42)은 기부판(52) 상에 견고하게 배열된다. 실린더 유닛(41)은 조(43)는 실린더 유닛(42)보다 높은 공압에서 작동하여서, 고정된 멈춤부를 구성하고 조(44)는 탄성 멈춤부를 구성한다. 캠이 디스크(49) 상에 위치되고 축(50) 상에 주로 중심을 설정하자마자, 반원형 리세스를 구비한 2개의 클램핑 조(55, 56)는 서로를 향해 전방 이동되며, 상기 반원형 리세스는 그들의 상부 단부에서 파지된다. 얻어진 원추형 진입 구멍은 튜브가 결과적으로 하강될 때 부속품, 특히 캠의 관통 구멍 내로 정확하게 튜브를 나사 결합하는 것을 가능하게 한다. 튜브가 이동되고 고정되자마자 그리고 부속품 내측에 튜브형 부분을 연장하는 후속 작동 전에, 2개의 측정 스캐너(57, 58)는 확장 작동 중에 시간의 함수로서 부속품의 변형을 기록하기 위해 부속품과 접촉하게 되다. 한편으로는 탄성 변형의 허용양은 부속품에 균열 형성을 방지하기 위해 초과되지 않으며, 다른 한편으로는 남아있는 탄성 변형은 충분히 높은 튜브 부분의 소성 변형을 가정하는 것이 가능하여 부속품의 고정되고 견고한 끼워 맞춤을 보장하도록 되어야 한다는 것이 고려되어야 한다.

도5는 도1의 a)에서와 동일한 면에서 본 프로브 지지 및 안내 수단(60)을 도시한다. 실린더 하우징(61)에는, Z축 방향으로 이동 가능하고 도시된 상부 위치와 제2 하부 위치 사이에서 조정 가능한 작동 실린더(62)가 제공되어 있다. 작동 실린더(62)에는, 단지 점선으로 도시된 프로브 부재(64)에서 클램핑하는 클램핑장치(63)가 제공되어 있다. 하부 단부에서 절결된 상태로 도시된 하부 프로브 부재(64)는 하부 단부에서 수압 매개체를 위한 압력 작용물 공급부가 후속하는 반면, 이의 상부 단부에는 2개의 환형 시일 사이에 수압 매개체를 위한 출구 구멍을 포함하는 축방향으로 범위가 정해진 작동부가 후속한다. 하우징 상부 단부에는, 2개의 상기 위치 사이에 프로브의 축방향 이동을 방해하지 않으면서 위치 설정 및 고정 유닛(40)의 전술된 축(50) 상에 정확하게 프로브 축(70)을 중심에 두는 조정 가능한 클램핑 장치(65)가 제공되어 있다. 프로브의 작동 부분이 부속품 내로 이동되자마자 그리고 그 후에 위로부터 튜브가 프로브 단부 위로 활주되고 부속품의 관통 구멍 내로 도입되기 전에, 클램핑 장치(65)는 즉시 개방한다. 하우징의 하부 단부에는, 부정확하게 나사 결합된 튜브에 의해 프로브 부재가 부정확하게 하향 변위된다면 기능 정지가 즉시 발생하는 그러한 방법으로 프로브 부재(64)에 고정된 대응 반사기(67)와 협동하는 광 차단 요소(66)가 제공되어 있다.

도6은 각각의 코너 지점에 회전 스테이션(82)을 포함하는 순환형 직사각형의 운송 트랙 시스템(81) 내측에 위치 설정되는 6개의 완전한 연결 스테이션(80)을 구비한 시스템의 평면도이다. 운송 트랙 시스템은 컨베이어 벨트 또는 롤러 트랙으로 구성될 수 있다. 트랙 시스템(81)의 짧은 단부 중 하나에는, 작업편 이송 유닛이 부속품의 완전한 세트와 척 내에 클램핑된 튜브를 구비하는 준비 스테이션이 배열되어 있다. 도면에 따르면, 준비가 수동으로 수행되는 스테이션일 수 있지만, 스테이션은 용이하게 자동화될 수 있다. 반시계 방향으로 이동하는 이송 경로에는, 준비 작동의 결과를 점검하기 위한 스테이션(84)이 후속하고 있는데, 이 점검스테이션은 양호하게 자동화된다. 다수의 작업편 이송 유닛(10)은 준비 스테이션 및 전술된 점검 스테이션의 전면에 나타내어진다. 작업편 이송 유닛이 회전 스테이션(82) 중 하나에서 회전된 후에, 작업편 이송 유닛은 이송 경로 내로 통합되는 4개의 제1 연결 스테이션을 지나간다. 튜브는 공구 교체 장치에 의해 연결 스테이션(80₁내지 80₄) 각각으로 이동되고, 제1 또는 추가 부속품이 구비되고, 이송을 계속하기 위해 연결 스테이션(80₁내지 80₄) 또는 후속하는 작업편 이송 유닛(10)으로 공구 교체 장치에 의해 다시 위치된다. 2개의 후속하는 회전 스테이션(82₂, 82₃)을 통해 횡방향으로 이송된 후에, 튜브에는 4개의 후속하는 연결 스테이션(80₅, 80₈) 각각에 추가 부속품이 구비된다. 또한, 예를 들면, 쌍을 이룬 부속품이 튜브에 대한 동일한 회전각으로 차례로 직접 개별 스테이션에서 연결되는 것이 가능하다. 결국, 축출 스테이션(85)에서, 장착과 연결이 완료된 캠 샤프트는 시스템으로부터 제거되고 이송 벨트(86) 상에 위치된다. 결국, 비워진 작업편 이송 유닛(10)은 준비 스테이션(83)으로 제4 회전 스테이션(82₄)에 의해 복귀된다.

도7은 본 발명의 캠 샤프트(100)의 일부를 도시한다. 2개의 캠(101, 101')은 본 발명의 방법에 따라 동일한 원주 방향 위치에서 튜브형 부재(18) 상에 고정된다. 니들 베어링(102)은 상기 2개의 캠들(101, 101') 사이에서 느슨하게 활주된다. 샤프트의 단부에는, 본 발명의 방법에 따라 고정되는 마찰 베어링(103)과 기어(104)가 제공되어 있다. 커버(105)는 샤프트의 개방 단부 내로 삽입된다. 부속품(101, 101', 103, 104)은 활주되고 차례로 튜브(18)의 소성 변형에 의해 고정된다.

도8은 볼트 체결된 프로브 헤드(68)를 구비한 프로브 부재(64)의 상부 단부를 도시하며, 이들을 통해 축(70)을 갖는 내부 보어(69)가 통과하고 있다. 상기 보어(69)는 블라인드 보어의 형태로 프로브 헤드(68)에서 끝난다. 2개의 칼라부 사이에는, 이격 슬리브(75)에 의해 서로 이격되어 유지되는 한 쌍의 환형 시일(73, 74)을 고정하는 복수의 슬리브가 위치 설정되어 있다. 슬리브(75)의 길이는 프로브의 작동 범위를 한정한다. 반경 보어(76)는 중심 보어(69)로부터 시작하며, 슬리브(75)를 통해 지나간다. 수압 작용물은 환형 시일(73, 74)에 의해 튜브 내측에 밀봉된 작동 범위 내로 상기 반경 보어를 통해 유동한다. 프로브 부재(64) 및 프로브 헤드(68)는 나사가공된 연결 수단(77)에 의해 서로에 연결된다. 슬리브(75)와 환형 시일(73, 74)은 나사가공된 연결 수단(78)에 의해 칼라(72)에 대해 인장된다.

본 발명은 부착 가능한 부품 및 튜브가 개별적으로 위치 설정 및 고정된 다음, 튜브는 개별 부속품과 결합된 개별 부분에서 소성 연장함에 특징이 있는 방법을 사용함으로써 간단한 설계를 구현하면서 상당한 정도까지 공정을 자동화하기에 적합한 장치를 제공한다.

Claims

튜브와 튜브 상에서 활주하는 캠, 플랜지, 베어링 슬리브, 트리거 디스크, 치형 기어 또는 체인 기어와 같은 부속품으로 구성되고, 부속품이 영구 가압 끼워맞춤에 의해 튜브에 고착되는 방식으로 내압을 가하여 부속품 내측에서 튜브는 개별 부분에서 반경 방향으로 소성 연장하는, 조립식 중공 샤프트 연결 방법에 있어서,

부속품과 튜브는 개별적으로 위치되고 상호 상대적으로 고정된 다음, 튜브는 개별 부속품과 결합된 개별 부분에서 소성 연장하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 부속품은 공간 내에 개별적으로 위치 및 고정되며, 각각의 부속품에 대해 튜브는 결합된 소정의 축방향 위치 및 각도 위치로 이동하고, 부속품과 축방향으로 결합된 개별 튜브 부분은 소성 연장하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 튜브용 부속품은 중심축 및 접촉면에 대해 상호 대응하는 위치의 공간에 위치 및 고정된 다음, 튜브 상에 고착되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 다양한 튜브용 부속품은 그들의 중심축에 대해상호 상대적으로 평행하게 옵셋되는 다른 위치의 공간에 위치 및 고정된 다음, 튜브 상에 고착되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 튜브 및 부속품은 수직 중심축으로 이동하고 위치되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 튜브는 부속품과 결합된 개별 부분에서 프로브 부재에 의해 연장하고, 각각의 부속품은 프로브 부재가 축방향으로 후퇴된 위치로부터 부속품 내의 위치로 이동하는 공간에 고정되고, 튜브는 프로브 부재 위 및 부속품 안쪽으로 안내되고 부속품과 결합된 개별 부분을 연장할 목적으로 부속품에 상대적인 소정의 축 및 각도 위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 모든 부속품이 연결되는 동안, 튜브는 불변의 클램핑 위치에 직접 지지되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 튜브에 대한 모든 부속품은 사실상 대응하는 높이에서 연결시킬 목적을 위한 공간에 위치 설정되고 고정되는 것을 특징으로 하는 방법.
튜브와 튜브 상에서 활주하는 캠, 플랜지, 베어링 슬리브, 트리거 디스크,치형 기어 또는 체인 기어와 같은 부속품으로 구성된 조립식 중공 샤프트 연결 방법에 있어서, 튜브는 부속품이 영구 가압 끼워맞춤에 의해 튜브에 고정되는 방식으로 내압을 가하여 개별 부분에서 반경 방향으로 부속품 내부에서 소성 연장하고,

부속품에 대한 단일의 위치 설정 및 고정 유닛(40)과 튜브에 대한 단일의 지지 및 위치 설정 장치(20)가 제공되는 것을 특징으로 하는 장치(연결 스테이션).
제9항에 있어서, 위치 설정 및 고정 유닛(40)은 공간에 위치고정식으로 배열되고, 튜브 축에 관한 지지 및 위치 설정 장치(20)는 위치 설정 및 고정 유닛(40)에 상대적으로 축방향 및 회전식으로 구동가능한 것을 특징으로 하는 장치.
제9항 또는 제10항에 있어서, 튜브에 대한 지지 및 위치 설정 장치(20)의 축 및 위치 설정 및 고정 유닛(40)의 지지축은 수직으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 장치.
제9항 또는 제10항에 있어서, 튜브의 개별 연장 부분에 대한 프로브 부재를 가지고, 프로브 부재(64)는 튜브(18)의 개별 부분을 연장하기 위한 단일 작동 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제12항에 있어서, 프로브 부재(64)는 위치 설정 및 고정 유닛(40) 아래의 하부 위치와 위치 설정 및 고정 유닛(40) 내부의 상부 위치에 위치 설정된 작동 위치를 갖는 2개의 축방향 위치 사이에서 조절 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
제9항 또는 제10항에 있어서, 지지 및 위치 설정 장치(20)는 튜브에 대한 척(17, 23)용 교환 가능 수납 수단(22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제14항에 있어서, 척(17, 23)의 취급을 위한 공구 교환 장치(25)가 특히 지지 및 위치 설정 장치(20)에 정렬되기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
제9항 또는 제10항에 따른 복수개의 장치(연결 스테이션)를 포함하는 시스템이며,

개별 스테이션(80)은 이송 경로(81)를 거쳐 선형 또는 루프로 상호 연결되고, 튜브에 대한 척(17, 23)용 교환 가능 수납 수단(22)을 포함하는 스테이션에서 스테이션까지 이송가능한 작업편 이송 유닛(10)이 제공되고, 스테이션의 지지 및 위치 설정 장치(20)도 튜브에 대한 척(17, 23)용 수납 수단(22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.