KR20060040707A

KR20060040707A - 원통형 중공체의 가장자리 영역을 가공하기 위한 방법 및장치

Info

Publication number: KR20060040707A
Application number: KR1020067001452A
Authority: KR
Inventors: 하인즈 루츠만; 니쿨로 쉬타인라이저
Original assignee: 에른스트 그로브 아게
Priority date: 2006-01-20
Filing date: 2003-07-21
Publication date: 2006-05-10

Abstract

본 발명은 전방 가장자리 구역에 있는 치형부 선단의 외부면에 대하여 외측으로부터 중공체 축에 대해 반경 방향으로 타격 공정 또는 스탬핑 공정들을 수행하고, 매 경우마다 치형부 선단 각각의 폭의 일부에 대하여 타격 작업 또는 스탬핑 작업들을 수행하는 것을 특징으로 하는 중공체의 전방 가장자리 구역에서 실질적으로 원통형인 중공체의 포위부 표면에 종축에 대해 실질적으로 축방향으로 제작된 치형부 선단들의 내부면에 반경 방향 안으로 돌출된 돌출부 또는 벽을 제작하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

원통형 중공체

Description

원통형 중공체의 가장자리 영역을 가공하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR MACHINING EDGE REGIONS OF CYLINDRICAL HOLLOW BODIES}

본 발명은 특허청구범위 제1항 전문(前文)에 따른 방법 및 특허청구범위 제8항 전문에 따른 장치에 관한 것이다.

원통형 컵형상 중공체, 즉 포위부 표면이 특히 치형부와 같은 규칙적인 구조를 갖는 원통형 컵형상 중공체들은, 예를 들어 압연 또는 해머링 또는 프레싱과 같은 기계적 공정에 의하여 전통적인 방식으로 제작된다.

대체로, 이러한 중공체들의 개방된 가장자리 영역은 재가공이 필요하다. 대개, 그와 같은 재가공은 산출부(output) 쪽에 연결된 별도의 가공 기계들에 의해 행해진다.

구체적으로, 자동 변속기에서 클러치 판 캐리어(clutch plate carrier)로 사용되는 프로파일된 컵형상 중공체인 경우에는, 중공체의 내부벽 상의 치형부 선단(tooth tip) 구역에는 내부로 향하여 돌출하는 벽을 형성해야 한다는 문제가 자주 발생한다. 위와 같은 벽은 중공체의 벽 두께와 비교할 때 매우 작은 치수를 가진다.

이러한 벽을 제작하는 종래의 방법에서는 부가적인 가공 단계에서 적절한 공 작 기계에 의해 중공체의 가장자리에 대해 중공체의 축방향으로 프레싱 작업이 수행된다. 그 결과, 이러한 작은 벽이 치형부 선단 구역에 제조된다. 그러나 이 방법은, 프레싱 동작으로 인하여 정확한 치수를 갖는 벽을 제작할 수 없으며 가장자리 영역에 있는 중공체의 형상(geometry)도 적어도 약간은 변화한다는 단점을 가지는데, 이는 팽경(膨經)(upsetting) 효과가 가공하려고 하는 위치, 즉 치형부 선단의 내부면에서 일어날 뿐만 아니라 중공체의 면의 전체 영역에 걸쳐서 일어나기 때문이다.

또한, 가장자리 영역에 있는 치형부 선단 각각의 외측면에 대해 개별적으로 외측에서부터 반경 방향으로 타격 동작을 수행하는 방법도 공지되었다. 이러한 타격 동작은 외측에서 내측 쪽으로 치형부 선단의 재료의 변위를 야기하고 그에 따라 치형부 선단의 내측에 벽이 형성된다. 그러나, 이 방법은 치형부 선단의 형상을 변화시키는 단점도 가진다.

본 발명의 목적은 치형부 선단의 외측 윤곽의 형상을 변형시키지 않으면서 중공체의 치형부 내측, 특히 치형부 프로파일 영역에 이러한 벽들을 제작하는 방법을 제공하기 위한 것이다. 상기 목적은 본 발명에 따른 제1항의 방법의 특징부에 의해 달성된다.

본 발명의 추가적인 양호한 실시예들은 제2항 내지 제7항의 특징부에서 알 수 있다.

치형부 선단 각각의 폭의 일부 구역에만 타격 또는 스탬핑 공정을 수행함으로써, 양호하게도 각 치형부 선단의 형상의 변화가 방지되며 벽은 그럼에도 불구하고 치형부 내측에 생성된다.

바람직하게도, 타격 공정 또는 스탬핑 공정의 강도는 매 경우마다 1 행정만으로 벽이 원하는 치수, 즉 상세하게는 원하는 반경 치수를 가지도록 조정된다.

만일 상응하는 공작 기계 자체가 치형부 선단 내부면의 전체 폭에 각각 대응한다면, 즉 대응하는 유효 구역을 가진다면, 바람직하게도 벽은 치형부 선단 내부면의 전체 폭에 걸쳐서 연장되도록 제조된다.

특히 벽 두께가 얇은 경우에 치형부 선단의 치형부 프로파일들에 손상이 발생하지 않도록 하기 위하여, 바람직하게는 타격 공정 또는 스탬핑 공정 중이나 혹은 그 전에 클램프가 치형부 프로파일 또는 치형부 선단의 측면 가장자리에 대하여 타격하도록 하는 것이 제안된다. 이것은 상기 방향으로 재료가 인장되는 것을 확실하게 방지하며, 단지 재료의 변위가 벽이 생성하기 위하여 그 방향으로 일어나도록 한다. 이 경우에, 클램프는 타격 공구 또는 스탬핑 공구에 대해 그 공구와는 별개로 움직일 수 있게 연결되거나 혹은 그 공구에 고정되게 연결될 수 있다.

본 발명에 따른 방법은 양호하게도 클러치 판 캐리어에 위에서 설명한 바와 같은 벽들을 설치하는 데도 적합하지만, 이런 유형의 또 다른 컵형상 중공체들에 대해서도 당연히 사용될 수 있다.

게다가, 본 발명에 따르면 본 발명의 목적은 특허청구범위 제8항의 특징부를 갖춘 장치에 의해 달성된다. 추가적인 양호한 실시예들은 제9항 내지 제10항의 특징부들의 결과이다.

이하에서는 본 발명에 따른 일 실시예에 대해서 도면을 가지고 상세히 설명한다.

도 1은 클러치 판 캐리어 형태의 중공체를 도시하는 도면.

도 2는 도 1에 따른 클러치 판 캐리어의 종단면도.

도 3은 도 2에 따른 치형부 선단의 전방 가장자리의 절결부의 상세도.

도 4a는 본 발명에 따른 기계 가공을 하기 전 중공체의 치형부 선단에 대한 개략적인 정면도 및 종단면도.

도 4b는 본 발명에 따른 기계 가공을 하여 벽을 형성한 이후에 도 4에 따른 중공체의 치형부 선단에 대한 개략적인 정면도 및 종단면도.

도 5a는 측면 정지 가장자리들을 구비한 본 발명에 따른 양호하게 제조된 타격 공구 또는 스탬핑 공구를 구비한 도 4a에 따른 개략적인 정면도 및 종단면도.

도 5b는 단부 위체에 타격 공구 스탬핑 공구를 갖춘 도 5a에 따른 개략적인 정면도 및 종단면도.

도 6은 본 발명에 따라 또 다른 바람직하게 제조된 타격 공구 또는 스탬핑 공구를 도시하는 도면.

도 1은 예를 들어 승용차용 자동 변속기에 사용되는 클러치 판 캐리어(1) 형태의 원통형 중공체를 예시하고 있다. 상기 클러치 판 캐리어(1)는 캐리어의 종방향 축에 평행하게 연장되도록 제조된 치형부 프로파일을 가진다. 도 2에 따른 종방 향 단면도에 명확하게 나타난 바와 같이 클러치 판 캐리어(1)의 바닥(floor)은 안으로 개방된 플랜지(2)로 구성되는 반면, 치형부 프로파일은 자유면(free face) 쪽을 향하여 개방된 방식으로 끝난다.

이러한 클러치 판 캐리어(1)들은 전통적으로 프레싱, 압연 또는 타격 방법들 또는 혼합한 방법들에 의하여 소재(blank)로부터 프로파일된 형상으로 직접적으로 제작된다. 그 결과, 치형부 프로파일들도 종방향 축을 따라 동일한 형상을 가진다. 특히, 치형부 선단의 내부 및 외부 표면들과 치형부 기부의 내부 및 외부 표면들은 종방향 축에 평행하게 연장된다.

도 2에 따른 종단면도의 상세한 절결부로 도 3에 명확하게 도시된 바와 같이, 반경 방향 내부로 지향된 벽(4)은 각 치형부 선단(3)의 내부면(3')에 설치된다. 이 벽(4)은 작동하는 동안 클러치 판 캐리어(1)의 내측에 형성된 오일막(oil film)이 면의 축방향으로 움직이고 그로 인하여 상기 방향으로 오일이 배출되는 결과가 일어나는 것을 방지하는 목적을 가진다. 따라서, 상기 벽은 단지 매우 작은 반경 방향 치수도 가질 수 있다.

본 발명에 따르면, 타격 공구 또는 스탬핑 공구에 의하여 이러한 벽(4)을 형성시키는 것이 제안되는데, 맞물리기 위하여 압형(押型)(stamp)(5)은 외부로부터 치형부 선단(3)의 외부 표면(3'') 위로 반경 방향으로 안내된다.

본 발명에 따르면, 상기 압형은 치형부 선단(3)의 폭(b)보다 작은 폭을 가지는데, 다시 말하면 스탬핑 공정은 치형부 선단(3)의 전체 폭(b)에 대하여 수행되는 것이 아니라 단지 상기 폭(b)의 일부 영역에 대하여 수행된다.

그 결과, 도 4b에 따른 스탬핑 공정이 수행된 이후에, 필요로 하는 바와 같이 치형부 선단(3)의 내부면(3')에 벽(4)이 형성된다. 외부면에는 작은 홈(groove) 또는 노치(notch)(6)가 압형(5)에 의해 형성된다. 본 발명에 따른 압형(5)의 치수의 결과로 인하여 치형부 선단(3)의 외부 표면의 가장자리는 현재 유리하게도 가공되거나 손상되지 않았으며, 그로 인해 스탬핑 공정이 수행된 이후에도 치형부 프로파일(7)들은 본래의 형상을 가진다.

압형(5)은 특히 도 4a의 종방향 단면도로 도시된 바와 같이, 클러치 판 캐리어(1)의 종방향의 치형부 선단(3)의 외부 표면(3'')에 대하여 예각(acute angle)으로 지향된 작업 표면(5')을 가진다. 이것은 유리하게도 클러치 판 캐리어(1)의 내부면에 대하여 대각선으로 솟은 플랭크(flank)를 구비한 벽(4)을 제작한다. 압형(5)의 폭은 특히 두 내부 치형부 프로파일들 사이의 치형부 선단(3)의 내부 표면의 폭을 메우는 벽이 형성되도록 바람직하게 선택된다.

특히, 얇은 벽 두께의 클러치 판 캐리어(1) 또는 매우 넓은 치형부 선단(3)의 경우에, 실제 스템핑 표면 또는 가공 표면(8') 이외에 도 5a에 도시된 바와 같이 작업 방향으로부터 반경 방향으로 멀어지게 돌출된 지지 표면(9)들을 가지는 압형(8)이 스탬핑 공구로 사용될 수 있다. 이 경우에 작업 표면(8')과 지지 표면(9)들은 유리하게도 한 조각으로 생성된다. 대안으로서, 특히 작업 표면(8')은 지지 표면들의 기본 몸체에 분리가능하게 또는 고정되게 연결될 수 있으며 별도의 재료로 생성될 수도 있다.

따라서, 이러한 스탬핑 공구는 치형부 선단(3)의 재료의 측면 이동 또는 측 면 변위를 방지하고, 그로 인해 대응 치형부 선단(3)의 외부 설계의 형상을 최적으로 유지하는데 사용되며, 이러한 지지 표면(9)들은 압형(8)에 대하여 죔쇠로 작용하고 치형부 선단(3) 사이에서 클러치 판 캐리어(1)의 종방향 축에 대하여 반경 방향으로만 재료의 이동을 허용한다. 이러한 공구는 예를 들어 상대적으로 얇은 두께 또는 넓은 치형부 선단(3)에 대하여 특히 적합하다.

본 발명에 따른 스탬핑 공구의 또 다른 대안이 도 6의 종방향 단면도에 개략적으로 도시되어 있다. 이 경우, 스탬핑 공구로서의 압형(8)과 죔쇠(10)로서의 지지 표면(9)들은 서로에 대하여 떨어져서 변위될 수 있다. 따라서, 죔쇠(10)가 먼저 치형부 선단(3)을 타격할 수 있으며 바로 후에 압형(8)이 치형부 선단(3)의 위쪽에 대하여 스탬핑 방식으로 타격할 수 있다.

유리하게도, 스탬핑 작업들은 개별 치형부 선단(3)에 대하여 차례로 연속하여, 즉 클러치 판 지지부(1)는 종방향 축에 대하여 각 경우마다 회전하고 그 장소에서 기계 가공을 수행한다.

대안으로서, 2 또는 그 이상의 스탬핑 작업들이 서로에 대하여 평행하게 동시에 수행되고 중간에 클러치 판 캐리어가 치형부 선단(3)의 대응하는 수만큼 회전한다.

스탬핑 공구의 구동은 공지된 방식, 예를 들어 기계적으로 또는 유압적으로 발생한다. 대체로, 기계적 구동은 벽(4)들의 구조의 더 큰 일정함과 정확성을 이루게 한다.

Claims

중공체(1)의 전방 가장자리 구역에서 실질적으로 원통형인 중공체(1)의 포위부 표면에 있는 종방향 축에 대해 실질적으로 축방향으로 제조된 치형부 선단(3)들의 내부면(3')에 반경 방향 안으로 돌출된 돌출부 또는 벽(4)을 제작하는 방법에 있어서,

전방 가장자리 구역에 있는 치형부 선단(3)의 외부면(3'')에 대해 외측에서부터 중공체 축에 대한 반경 방향으로 타격 공정 또는 스탬핑 공정들을 수행하고, 치형부 선단(3) 각각의 폭의 일부에 대하여 타격 작업 또는 스탬핑 작업들을 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

매 경우마다 치형부 선단(3) 각각에 대하여 단지 일회의 타격 공정 또는 스탬핑 공정이 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

타격 공정 또는 스탬핑 공정이 치형부 선단(3) 각각의 내부면의 폭(b')에 대응하는 폭을 가진 공구(5, 8)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

치형부 선단(3)의 치형부 프로파일 외부 표면들에 간섭이 일어나지 않도록 하거나 또는 상기 표면들이 그 형상에 있어서 변형되거나 손상되지 않도록 하기 위하여, 타격 공정 또는 스탬핑 공정이 치형부 선단(3)의 외부 표면의 영역에 중앙에 놓이는 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

한 면에 치형부 선단(3)의 외부 표면을 타격하기 위한 스탬핑 표면(5'')을 가질 뿐만 아니라 치형부 선단(3)의 치형부 프로파일 외부를 타격하기 위하여 중공체의 방향에서 스탬핑 표면(5')에 대하여 반경 방향으로 돌출된 안내 표면들을 가지는 공구에 의하여 타격 공정 또는 스탬핑 공정이 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

타격 공정 또는 스탬핑 공정이 이행되기 전에 치형부 선단(3) 각각의 치형부 프로파일(7)에 금형판(9)이 적용되고, 타격 공정 또는 스탬핑 공정이 일어난 후에 금형판이 복귀되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

클러치 판 캐리어(1)의 치형부 선단(3)의 내부면(3')에 벽을 형성하기 위한 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 방법을 이행하기 위하여 치형부 선단(3)의 외부 표면(3')에 반경 방향으로 적용될 수 있는 작업 압형(5, 8)을 갖춘 장치에 있어서,

작업 압형(5)의 유효 표면(5')이 치형부 선단(3)의 폭(b)보다 좁은 것을 특징으로 하는 장치.
제8항에 있어서,

가공 압형(5, 8)이 유효 표면(5') 외에도 유효 표면(5')에 대하여 반경 방향으로 돌출한 지지 표면(9)들을 가지며; 상기 지지 표면(9)들은, 치형부 선단(3)의 윤곽에 대응하고, 가공 압형(5)이 작업 위치에 있을 때에는 치형부 선단(3)의 치형부 프로파일(7)과 측방향에서 밀접한 접촉을 하도록 제작되는 것을 특징으로 하는 장치.
제9항에 있어서,

지지 표면(9)들이 작업 압형(8)상에서 직접 제작되어서 작업 압형에 변위되지 않게 연결되거나, 또는 작업 압형(8)에 대하여 별도로 변위 가능하게 제작되는 것을 특징으로 하는 장치.