KR20120052377A

KR20120052377A - 중공-바디 부재 내에 개구를 형성하기 위한 방법 및 상기 방법으로 구현된 하나 또는 그 이상의 개구를 가진 중공-바디 부재

Info

Publication number: KR20120052377A
Application number: KR1020127005510A
Authority: KR
Inventors: 디노 기우스티
Original assignee: 지아이. 디아이. 메카니카 에스.피.에이.
Priority date: 2009-08-05
Filing date: 2009-08-05
Publication date: 2012-05-23
Also published as: CN102481615A; JP5859437B2; CN102481615B; WO2011016065A1; US20120135264A1; EP2296835A1; US9308565B2; EP2296835B1; ES2457096T3; KR20160032253A; JP2013500866A; BR112012002455A2; BR112012002455B1

Abstract

본 발명은 공동(6)과 세로방향 연장부를 가진 중공-바디 부재(3) 내에 개구를 형성하기 위한 방법 및 위에서 언급한 방법으로 형성된 하나 또는 그 이상의 개구(8, 9)가 제공된 중공-바디 부재(3)에 관한 것으로서, 상기 방법은: (a) 상기 중공-바디 부재(3)에 대해 카운터형성된 시트(17)와 상기 시트(17)와 소통하는 제 1 단부(18)와 제 2 배출 단부(19)를 가진 배출 채널(13)을 포함하는 홀딩 다이(12)를 사전배치하는 단계; (b) 상기 제 1 단부(18)가 상기 중공-바디 부재(3)의 벽 부분과 상응하게 배열되어 개구(8)를 형성하도록 상기 시트(17) 내에 상기 중공-바디 부재(3)를 삽입하고 배치하는 단계; (c) 상기 개구(8)를 형성하기 위해 상기 벽 부분(16)을 상기 중공-바디 부재(3)로부터 떼어내는 지점으로 변형시키기에 충분하도록 상기 공동(6) 내부에서 점차적으로 증가하는 압력을 생성하는 단계 및 상기 배출 채널(13)을 따라 벽 부분(16)을 물러나게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

중공-바디 부재 내에 개구를 형성하기 위한 방법 및 상기 방법으로 구현된 하나 또는 그 이상의 개구를 가진 중공-바디 부재{A METHOD FOR OBTAINING AN OPENING IN A HOLLOW-BODY MEMBER, AND A HOLLOW-BODY MEMBER PROVIDED WITH ONE OR MORE OPENINGS OBTAINED WITH SAID METHOD}

본 발명은 중공-바디 부재 내에 개구를 형성하기 위한 방법 및 상기 방법으로 구현된 하나 또는 그 이상의 개구가 제공되고 세로방향 연장부를 가진 중공-바디 부재에 관한 것으로서, 상기 중공-바디 부재는 원통형 또는 다각형 횡단면을 가지고 한 단부에서는 개방되고 맞은편 단부에서는 볼트 헤드에 의해 닫히는 튜브, 혹은 이와 유사한 부재를 포함할 수 있다. 여기서 상기 방법에 의해 형성된 개구는 축방향으로 배열되고 중공-바디 부재의 세로방향 연장부에 대해 실질적으로 횡단 방향으로 배열된 축 위에 배열될 수 있다.

현재, 기계 가공 공정, 통상 밀링 가공, 드릴링 가공 또는 펀칭 가공에 의해 중공 구조의 원통형 부재 내부에 하나 또는 그 이사의 개구를 제공하는 방법이 잘 알려져 있는데, 상기 방법은 이러한 가공 동안 절단 방향이 상기 부재의 외부로부터 부재의 내부를 향하기 때문에 특히 원통형 부재의 내측 벽 위에 필수불가결하게 형성된 절단 깔쭉이(burr)를 제거하기 위해 추후에 재시작 작업(restart operation)을 필요로 하는 결점이 있다. 원통형 부재 내부에서 작업하기 위해 공구가 필요하기 때문에 추후의 재시작 작업 및 표면 마무리 작업은 다소 어렵다. 이러한 개구의 에지를 가능한 매끄럽고 균일하게 만들기 위해 필요조건은, 중공 부재가 공압식 또는 유압식 회로에서 사용되어야 하는 경우, 상기 회로 내에서 다른 구성요소를 손상시킬 수 있는, 추후에 금속 조각들을 가능한 떼어내는 것을 방지할 필요에 의한 것이며, 또한 유체가 순환될 때 중공-바디 부재를 사용하는 경우에서는 개구의 에지에 있어서 불연속성(discontinuity)으로 인해 유체의 매끈한 흐름을 방해할 수 있으며 이에 따라 상당한 압력 하강을 유발하는 난류(turbulence)를 생성하거나 또는 적어도 회로의 비정상적인 공정을 유발하게 한다.

또한, 잘 알려진 방법에는 펀칭 공정을 통해 원통형 부재 상에 개구를 형성하는 방법을 포함된다. 펀칭 가공에 의해 중공 구조의 원통형 부재 내에 개구를 형성하는 한 예는 본 출원인이 출원한 이탈리아 특허출원번호 PN2008A000095호에 기술되는데, 이 특허출원은 종래 기술에서 "반죠(banjo)"로 알려져 있는 유체 특히 오일을 위한 커넥터 볼트를 형성하는 데 관한 것으로서, 상기 커넥터 볼트에는 내부 유체 통로 공동이 제공되고 냉간 포징가공(cold forging)과 같은 공지된 재료 변형 공정에 의해 형성되며, 상기 내부 공동이 외부 환경 또는 유압식 회로와 소통하는 원통형 벽 상에 있는 개구들은 볼트 내의 공동 내부에서 자연스럽게 떨어지는(spontaneously fall) 슬러그를 제거하기(cut out) 위해 외부로부터 펀칭 공정을 사용하여 형성된다.

하지만, 상기 특허출원에 기술된 공정은 결점을 포함하는데, 우선, 원통형 벽 내부에 슬러그의 절단 깔쭉이를 제거하기 위해 추가적인 재시작 작업이 필요하며, 이에 대한 어려움은 위에서 이미 지적하였다.

게다가, 벽으로부터 슬러그를 완전히 떼어낼 수 있게 하기 위하여 볼트의 원통형 벽의 두께를 줄여서 이에 따라 펀칭 단계 동안 기계 강도를 낮출 필요가 있는데, 사실, 이 방법은 감소된 벽 두께로 인해 영구적인 변형을 일으키는 위험을 방지하는데, 일종의 "앤빌(anvil)"으로서 작용하는 볼트 공동 내에 벽-강화 부재(wall-reinforcing member)가 삽입되지만, 이러한 강화 부재는, 명백한 이유로, 펀칭 영역(punching area)으로부터 가능한 멀리 삽입될 수 없으며, 따라서 이러한 위험성은 볼트 내에서의 영구적 변형을 야기하는 상태로 유지된다.

또 다른 심각한 결점에 따르면, 항상 슬러그 또는 슬러그들이 확실하게 제거될 수 있는 것은 아니며 또는 심지어 더욱 심각하게는 이 슬러그들이 벽으로부터 완전하게 떨어지지 않아서 순환하는 유체 흐름 내에 수용될 것이며 회로를 막힐 수 있게(clogging) 하는 것과 같이 회로 내에서 심각한 위험을 발생시킨다.

일반적으로, 슬러그를 제거하거나 또는 떼어낼 수 있도록 할 뿐만 아니라 볼트 벽의 감소된 두께로 인해 유발될 수 있는 변형을 상쇄할 수 있도록 하기 위해 특별한 또 다른 장치 또는 또 다른 작동 공정을 제공할 수 있지만, 이러한 장치 및/또는 작동 공정들은 볼트 생산 비용을 증가시키고 이에 따라 이러한 방법은 더 이상 경제적으로 편리할 수 없다.

본 발명의 주제의 주된 목적은 중공-바디 부재(hollow-body member) 내에 개구(opening)를 형성하는 방법을 제공하고 상기 방법으로 형성된 하나 또는 그 이상의 개구가 제공되고 세로방향 연장부(longitudinal extension)를 가진 중공-바디 부재를 형성하며 위에서 언급한 잘 알려진 방법들로부터 생긴 문제점들을 해결하는 데 있다.

위에서 언급한 목적 범위에서, 본 발명의 한 목적은 개구를 둘러싸고 있는 중공-바디 부재의 내측 벽들 위에서 추후에 재시작 작업 또는 마무리 작업을 필요로 하지 않는 방법을 개발하는데 있다.

또 다른 목적은 또 다른 기계가공 공정을 필요로 하지 않고도 가능한 매끄럽고 균일하게 개구의 에지(edge)를 형성할 수 있어서 이에 따라 외측 벽 상에 용이하게 적용할 수 있는 마무리 작업 비용을 절감할 수 있게 하는 데 있다.

또 다른 목적은 개구를 형성할 때 중공-바디 부재의 벽, 특히 내측 벽 상에 깔쭉이(burr)를 형성하지 않는 데 있다.

또 다른 목적은 개구를 용이하게 형성하기 위해 중공-바디 부재의 강도(strength)가 절충될(compromised) 필요가 없는 방법을 제공하는 데 있다.

또 다른 목적은 개구를 형성하기 위해 제거된 벽 부분들의 원통형 벽들로부터 완전하고 균일하게 떼어낼 수 있게 할 뿐만 아니라 상기 중공-바디 부재로부터 완전하고 안전하게 물러나게(expulsion) 할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.

또 다른 목적은 중공-바디 부재 상에 개구를 형성할 때 정상적으로 제공된 특정 장치 또는 또 다른 기구를 사용할 필요가 없으며 이에 따라 이러한 장치 및/또는 기구로 인해 또 다른 생산 비용이 포함되지 않는 방법을 제공하는 데 있다.

가장 중요한 목적은 중공-바디 부재 내에 개구를 형성하기 위한 방법 및 상기 방법으로 형성된 하나 또는 그 이상의 개구가 제공된 중공-바디 부재를 제공하는 데 있는데, 경쟁력 있는 비용으로 위에서 언급한 목적을 구현하며 일반적이며 잘 알려진 설비, 기계 및 장치를 사용하여 실시될 수 있다.

하기에서 더욱 명확해지는 위에서 언급한 목적들은 청구항 제 1 항에서 정의된 것과 같이 중공-바디 부재 내에 개구를 형성하기 위한 방법으로 구현된다.

본 발명에 따른 방법의 또 다른 특징과 이점들은, 하기 도면들을 참조하여, 내용을 제한하지 않고도 순전히 예로서 예시된 특정 구체예를 기술한 하기 내용으로부터 자명해질 것이다.
도 1은, 예로서 제공된 본 발명에 따른 방법을 통해 구현된, 유체용 커넥터에 하나 또는 그 이상의 횡단 개구가 제공된 중공-바디 부재를 도시한 축방향 단면도이다.
도 2는 도 1의 중공-바디 부재를 도시한 투시도로서, 세로방향 축에 대해 횡단 방향으로 배열된 하나 또는 그 이상의 개구가 제공된 내부에서 중공 구조의 원통형 볼트가 예로서 포함된다.
도 3은 본 발명에 따른 방법의 단계를 도식적으로 예시한 도면이다.
도 4a 내지 4d는 본 발명에 따른 방법의 순차적인 단계를 도식적으로 예시한 도면이다.
도 5는 도 4d를 확대하여 상세하게 도시한 도면이다.
도 6a 내지 6d는 본 발명의 방법을 통해 중공-바디 부재 내에 형성될 수 있는 가능한 몇몇 개구 형태들을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 방법을 통해 중공-바디 부재를 따라 형성될 수 있는 개구의 상이한 배열상태를 도시한 도면이다.
도 8a 내지 8d는 각각 본 발명에 따른 방법으로 형성할 수 있는 개구가 제공된 중공-바디 부재의 또 다른 형태의 단면도, 전방 입면도, 측면 입변도 및 투시도이다.
도 9a 내지 9d는 각각 본 발명에 따른 방법을 통해 형성할 수 있는 개구가 제공된 중공-바디 부재의 또 다른 상이한 형태의 도면들로서, 앞의 도면들과 유사하다.
도 10은 중공-바디 부재의 세로방향 연장부에서 축방향으로 배열된 개구를 얻기 위해 본 발명에 따른 방법을 적용한 예를 도식적으로 예시한 도면이다.
도 11은, 도 10과 유사하게, 상이한 형태의 중공-바디 부재에 본 발명에 따른 방법을 적용한 예를 예시한 도면이다.

하기 설명하는 내용은 편의상 도 1에 도시된 실시예에 관한 것으로서, 이 실시예에서 중공-바디 부재(hollow-body member)는 원통형의 횡단면을 가진 볼트이지만, 본 발명에 따른 방법은 일반적으로 원통형 또는 다각형의 횡단면을 가진 튜브로 구성될 수 있는 중공-바디 부재를 형성하기 위해 적용되며, 한 단부 또는 양쪽 단부에서 개방되며 또 다른 적용예 범위에도 적절하고 세로방향 연장부(longitudinal extension)를 따라 상이한 직경을 가진 횡단면을 가질 수 있다는 사실을 이해해야 한다.

첨부된 도면들을 참조해 보면, 도면부호(1)은 상부에 중공-바디 부재(3)가 장착된 서포트 홀더(2)를 포함하는 유체용 커넥터를 가리키며, 이 특정의 경우에서, 상기 중공-바디 부재(3)는 일부 스레드구성된 바디(4), 헤드(5) 및 상기 바디(4)의 한 단부(7)에서 외부를 향해 개방되는 공동(6)을 포함하는 볼트로 구성되는데, 이러한 타입의 볼트는 유체역학 분야에서 "반죠 볼트(banjo bolt)"로 알려져 있다. 상기 홀더(2)와 볼트(3) 사이는 용기(2) 위에 제공된 내부 스레드 상에 나사고정된(screwed) 바디(4) 위의 스레드에 의해 연결된다.

상기 바디(4) 위에서, 밑에서 더 잘 설명되는 방법을 통해, 하나 또는 그 이상의 관통 홀(8, 9)이 유체 순환 덕트와 순환하거나 또는 외부 환경과 함께 공동(6)과 소통(communication)하기에 적합하고 볼트(3)의 세로방향 연장부에 대해 횡단 방향으로 장착된다.

앞에서는 홀더(2) 위에 장착되었던, 볼트(3)가, 개구(8, 9)를 통해 공동(6)과 소통하고 있으며, 도면부호(11)로 표시된 덕트 부분용 연결 부재, 또는 덕트 부분이 제공된 중공 구조의 아이볼트(eyebolt)(10) 내에 내부 방향으로 삽입되는데, 이러한 타입의 아이볼트는 유체역학 분야에서 "반죠(banjo)"로 알려져 있다.

볼트(3) 내에 개구(8, 9)를 형성하기 위한 방법, 및 보다 일반적으로는 하나 이상의 단부에서 개방된 중공-바디 부재 내에 횡단방향 개구를 형성하기 위한 방법이 다음과 같이 실시되는데, 도 3을 참조해 보면, 횡단방향 개구를 생성하는 중공-바디 부재(3)의 바디(4)가 홀딩 다이(12)의 상응하는 시트(17) 내에 삽입되며, 상기 시트(17)는 수용하도록 설계된 바디(4)의 횡단면(원통형 또는 다각형)에 대해 카운터형성된(countershaped) 횡단면을 가진다. 상기 홀딩 다이(12)는 중공-바디 부재(3)가 삽입되지 않을 때 상기 시트(17)와 소통하는 제 1 단부(18) 및 외부 환경과 소통하는 것이 바람직한 제 2 배출 단부(19)를 가진 배출 채널(13)을 포함한다. 상기 시트(17)와 소통하는 채널(13)의 제 1 단부(18)는 중공-바디 부재(3)의 벽의 일부분에 위치되고 그 위치에서 횡단방향 개구가 형성될 수 있으며 생성되어야 하는 개구의 형태에 실질적으로 상응하는 횡단면을 가지며, 클램핑 부재(14)가 다이(12)의 시트(17)에서 중공-바디 부재(3)를 차단한다.

중공-바디 부재(3)의 공동(6)에는 비압축성 유체, 바람직하게는 윤활 및/또는 냉각 회로를 통해 유입된 오일로 일부분 이상 채워지고, 그 뒤 개방 개구(7)를 통해 피스톤(15)이 삽입되며, 이는 실질적으로 공동(6)에 의해 압축 챔버가 형성되고 실린더가 중공-바디 부재(3)의 벽으로 구성되는 실린더-피스톤 시스템을 형성한다.

도 4a 내지 4d에, 절차 단계가 간단하게 도식적으로 예시되어 있는데(클램핑 부재(14)가 도시되지 않음), 여기서 도면부호는 다음과 같다. 제 1 단계(도 4a)에서, 중공-바디 부재(3)는 배출 채널(13)이 제공된 다이(12) 내에서 관련 시트(17) 내에 삽입되며, 상기 배출 채널(13)의 제 1 단부(18)는 횡단방향 개구가 형성되어야 하는 벽의 일부분과 상응하게 위치된다. 중공-바디 부재(3)가 시트(17) 내에 위치되고 클램핑 고정되면, 공동(6)에는 점차적으로 비압축성 유체가 채워진다. 그 뒤, 피스톤(15)이 공동(6) 내에 삽입되며(도 4b) 상기 공동(6) 내에 함유된 유체를 점차적으로 압축하여, 중공-바디 부재(3)의 내측 벽에 대해 작용하는 점차 증가하는 압력을 발생시킨다. 이와 같은 방식으로 발생된 압축력으로 인해, 다이(12) 내의 시트(17)의 벽들에 의해 중공-바디 부재(3)가 변형되는 것이 방지되는데, 배출 채널(13)이 존재함으로 해서 변형될 수 있게 하는 개구가 형성되어야 하는 벽 부분은 제외된다. 이 벽 부분은 공동(6) 내의 유체 압력이 폭발점(bursting point)에 도달할 때까지 변형되기 시작되는데, 상기 폭발점은 초기에 중공-바디 부재(3)와 접촉하였던 채널(13)의 제 1 단부(18)의 횡단면 형태와 실질적으로 상응하는 형태를 가진 벽 부분(16)이 급격히 떨어지게 한다(detachment). 압력 하에 있는 유체의 푸싱 작용(pushing action)으로 인해, 벽 부분(16)은 배출 채널(13)을 따라 배출 채널(13)의 제 2 단부(19)를 향해 중공-바디 부재(3)의 외측으로 물러난다(expelled). 첨부된 도면에서 한 예로서 도시된 것과 같이, 상기 제 2 단부(19)가 외부 환경과 소통하고 있는 배출 채널(13)을 밀어내는(put) 바람직한 경우에서, 상기 벽 부분(16)은 다이(12) 외측으로 물러난다.

상기 방법에 의해, 요구되는 형태로 상기 위치 내에 개구(8)가 형성되며 중공-바디 부재(3)의 세로방향 연장부에 대해 횡단 방향으로 설정된다(set). 우선적으로 서서히 변형되는 단계와 그 후 벽 부분(16)이 상기 중공-바디 부재(3)로부터 외부 방향으로 급격하게 분리되어 효율적으로 "폭발"됨으로써, 도 5에 도시적으로 도시된 것과 같이, 외부로부터 내부 방향으로 행해지는 중공-바디 부재(3)의 절단 방향에 의해 야기된, 벽 부분(16)을 절단하는 종래의 기계적 방법을 사용하여 형성된 이러한 내부 에지 위에 일반적으로 발견되며 이를 제거하는 것은 다소 어려운 깔쭉이(burr)를 도시하지 않고도, 공동(6)을 향해 회전되고 이에 따라 중공-바디 부재(3)의 내측을 향해 회전된 개구(8)의 에지(edge)들은 매끈하고 둥글게 된다.

중공-바디 부재(3)의 외측 벽 상에 존재하는 재료의 임의의 깔쭉이(burr)는 가령 예를 들어 텀플링 가공(tumbling operation)과 같은 공지된 간단한 표면 최종 공정을 통해 용이하고 신속하게 제거될 수 있다.

일반적으로, 위에서 기술된 방법은, 2개의 개구(8 및 9)에 대해 도 1과 도 2에 도시된 볼트에서 대표적으로 도시된 것과 같이 원통형 부재(3)의 세로방향 연장부에 대해 횡단 방향으로 형성되는 축을 따라 동축 구성으로 설정되거나 또는 2개의 개구(8' 및 9')에 대해 도 7에서 대표적으로 도시된 것과 같이 서로 다른 횡단방향 축 위에 설정된 더 많은 개구를 형성하기 위해 다수의 횟수만큼 반복될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 방법을 사용하여, 중공-바디 부재(3)를 따라 개구들을 각도상 상호 배치하는 데(reciprocal angular positioning) 있어서 자유로이 선택할 수 있는데, 이는 개구의 위치가 위에서 기술한 것과 같이 상기 축 또는 오프셋 배열된 축 상에서 반드시 서로 마주보는 위치(facing position)에 제한될 필요가 없으며 공평면 또는 상이한 평면 상에서 각각의 축이 서로 다른 각도로 설정되는 개구를 형성할 수도 있기 때문이다.

도 3의 다이어그램에서, 중공-바디 부재(3)는 한 단부(7)에서 개방되고 맞은편 단부에서는 공동(6)을 밀폐 방식으로 닫는(hermetically close) 헤드(5)가 있는데 이 위치에서 유체가 유입되게 한다(let in). 일반적으로, 본 발명에 따른 방법은 두 단부에서 개방된 중공-바디 부재 내에 하나 또는 그 이상의 개구에 적용될 수 있는데, 이 경우, 클램핑 부재는 중공-바디 부재의 상측 단부를 밀폐 방식으로 밀봉하는 기능을 수행하여야 하거나 또는 밀폐 방식으로 밀봉하는 적절한 플러그가 중공-바디 부재의 상측 단부에 적용되도록 제공될 수 있다.

도 6a 내지 6d는, 위에서 기술된 방법을 사용하여, 정상적인 원형 형태 외에도 형성될 수 있는 개구의 가능한 형태를 일부 예시하는데, 실제로 상기 횡단면 형태와 실질적으로 동일한 형태를 가진 개구를 형성하기 위해 채널(13)의 제 1 단부(18)의 횡단면을 변경시키기에 충분하다.

특히 유체의 통로를 위한 횡단면으로서 사용될 수 있을 때, 상기 개구를 위한 몇몇 바람직한 형태는 도 6b 및 6d에 대표적으로 도시된 것과 같이 둥근 에지를 가진 정사각형의 횡단면과 직사각형 횡단면이며, 사실, 이러한 횡단면들로 인해 동일한 흐름-저항 횡단면, 더 큰 흐름 속도, 및 이에 따라 최적의 흐름-저항/흐름 속도 비율을 위한 횡단면 값이 가능할 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 또 다른 특징에 따르면, 하나 또는 그 이상의 바디(4) 부분 내에, 바람직하게는 도 8a 내지 8d 및 도 9a 내지 9d에 대표적으로 도시된 것과 같이 개구(8 및/또는 9)에 인접하게 언더컷(undercut)을 형성하는 것이 특히 용이하며 그 외의 경우 복잡한 인서트 다이(inset die) 또는 비용이 많이 드는 스톡-제거 기계가공(stock-removal machining)으로 형성할 수 있다. 이러한 언더컷 부분들은 도 8a-8d의 구체예에서 도면부호(2OA, 2OB, 2OC 및 2OD)로 표시되고 도 9a-9d의 구체예에서는 도면부호(21)로 표시되는데, 상기 언더컷 부분들은, 개구(8 및/또는 9) 주위로 돌출하는 프레임(20A-20B), 또는 상기 바디(4) 주위에서 주변 방향으로 돌출하고(projecting perimetrically) 바람직하게는 도 9a-9d의 구체예에서와 같이 개구(8 및/또는 9)에 인접한 하나 또는 그 이상의 환형 리지(21)들, 또는 이와 동일한 일부, 조합 또는 균등한 형태를 포함할 수 있다. 이러한 언더컷 부분들은 다이(12) 내의 시트(17)를 적절하게 형성함으로써 형성될 수 있으며, 오목 영역(22)이 하나 또는 그 이상의 영역들에, 바람직하게는 시트(17)와 소통하는 배출 채널(13)의 제 1 단부(18)에 형성될 것이고, 이러한 방식으로, 변형 단계 동안, 이 영역들이 다이(12) 내의 시트(17)의 상응하는 오목 영역(22)들과 접촉하게 될 때까지 비압축성 유체에 의해 가해진 압력이 상기 영역들이 조절되면서 변형되게 하고(controlled deformation), 이에 따라 추가로 변형되는 것이 방지되며 따라서 언더컷 내에 포함된 바디(4)의 부분들이 떨어지게(detachment) 되는 것이 방지된다.

본 발명에 따른 방법은, 이 시점에서 기술된 것과 같이, 중공-바디 부재(3)의 세로방향 연장부에 대해 거의 횡단 방향으로 형성되는 축 위에 배열된 개구를 형성하는 데에만 제한되지 않지만, 도 10과 11에 도식적으로 도시된 것과 같이 축방향으로 설정된 개구(8)를 형성하는 데에도 적용되며 여기서 다이(12) 내의 채널(13)은 중공-바디 부재(3)의 세로방향 축에 대해 횡단 방향으로 배열되는 대신에 축방향으로 배열된다. 이 경우, 개구(8)는 중공-바디 부재(3)의 세로방향 축 위에 형성되는 대신에 공동(6)의 바닥에 형성된다. 당업자에게 자명한 것과 같이, 본 발명의 방법 단계는 상이한 배열로도 동일하며, 상이하게 배열되었다 하더라도 동일한 부재를 표시하기 위해 도면부호들은 동일하게 유지된다.

본 발명에 따른 방법은 바람직하게는 공동(6)이 헤드(5)에 의해 한 단부에서 닫혀 있는 타입의 중공-바디 부재(3)를 형성하기 위해 전달 라인(transfer line)에서 냉간-변형 공정(cold-deformation process) 내에 편의상 통합될 수 있다(integrated). 상기 냉간-변형 공정은 예를 들어 상기 부재(3)의 내부 공동(6)을 형성하기 위한 드로잉 가공(drawing operation) 및 그 뒤 본 발명에 따른 방법을 통해 상기 공동(6) 내의 개구를 형성하기 위한 가공, 및 그 후 이미 기술한 것과 같이 부재(3)의 바디(4) 상에 개구를 형성하기 위해 벽 부분(16)이 떨어지게 하고(detachment) 변형되게 하는 피스톤(15)을 삽입시킴으로써 압력 하에서 적절한 양의 비압축성 유체를 공동(6) 내에 첨가시키는 공정을 포함할 수 있다.

위에서 기술한 내용으로부터, 본 발명이 어떤 방식으로 앞에서 기술한 본 발명의 목적과 이점들을 구현하는 지를 보여주는 것은 명백하며, 실제로, 상기 방법을 사용하여 형성된 하나 또는 그 이상의 개구가 제공된 중공-바디 부재 외에도 중공-바디 부재 내에 개구를 형성하기 위해 한 방법이 발명되어 본 발명의 초반부에서 언급된 공지된 방법들로 인해 야기되는 결점들을 해결할 수 있다.

위에서 기술된 방법으로 인해, 실제로, 개구들을 둘러싸고 있는 중공-바디 부재의 내측 벽들에 그 후에 순차적으로 수행되어야 하고 어려우며 재시작 작업 또는 최종 작업이 필요하지 않고도, 중공-바디 부재 내에 개구를 형성할 수 있다. 또한, 이 방법에 의해 구현된 개구 상의 에지의 평탄성(evenness) 및 매끄러움(smoothness)은 또 다른 기계 가공을 필요치 않고도 최적이 되어, 외측 벽 상에 쉽게 적용할 수 있는 표면 마무리 작업(surface finishing work)을 절감할 수 있다. 실제로, 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 공정으로 형성된 개구의 내측 에지들은, 중공-바디 부재(3)의 내측 벽의 초기 변형 공정 및, 그 후의, 배출 채널(13)을 따라 벽 부분(16)을 물러나게 하는 폭발(burst)로 인해, 완전하게 둥글고 깔쭉이(burr)가 없다.

본 발명에 따른 방법의 또 다른 이점에 따르면, 깔쭉이가 형성되는 것을 방지하거나 또는 개구를 용이하게 형성할 수 있게 하기 위해 부재(3)의 벽 두께를 줄일 필요가 없기 때문에 중공-바디 부재(3)의 강도(strength)가 절충되지 않는다(compromised).

본 방법의 그 외의 다른 한 이점에 따르면, 중공-바디 부재(3)로부터 물러나고 벽 부분(16)이 떨어지는 것이 완전하고 일정한 방식으로 구현되고 이에 따라 상기 벽 부분(16)의 한 부분이 개구의 에지에 결부된(attached) 상태로 유지되거나 혹은 상기 동일한 벽 부분(16)이 중공-바디 부재(3)의 공동(6) 내에 포획된(trapped) 상태로 유지되는 위험을 제거된다.

여기서는, 개구를 형성하기 위해 설계된 특정 장치에 대해 추가적인 기구 또는 특정 장치를 사용할 필요 없이, 본질적으로 클램핑 부재(14)와 홀딩 다이(12)로 구성된 단순한 장치에 의해 어떻게 상기 방법이 실시될 수 있는 지에 초점을 맞추는데, 특정 장치 및/또는 추가적인 기구로 인한 추가적인 생산 비용을 필요로 하지 않기 때문에 상기 방법은 경제적으로 바람직하고 생산 측면에서도 유리하다.

또한, 본 발명에 따른 방법은 개구의 형태 또는 상호 위치에 대해 선택할 수 있는 범위를 넓게 할 수 있으며, 동일한 횡단방향 축 위에 있거나 혹은 그 이상의 상이한 축 위에 있는, 서로 마주보게 위치된 개구 및 채널(13)의 제 1 단부(18)의 횡단면을 단순히 변경시킴으로써 상이한 형태의 개구도 형성할 수 있거나 혹은 채널(13)의 제 1 단부(18)에 대해 단순히 중공-바디 부재(3)의 위치를 변경시킴으로써 서로에 대한 한 각도로 설정할 수도 있다.

본 발명에 따른 방법은 상대적으로 간단한 단순성, 용이성 및 경제적 편의성과 같은 또 다른 이점도 가지는데, 그 외의 경우에는 비용이 많이 들고 복잡한 공정과 장치를 사용하여 구현될 수 있지만, 바람직하게는 개구(8, 9)에 가까이 배열된 언더컷 부분(20A, 2OB, 2OC, 2OD, 21)을 형성할 수 있게 한다.

또한, 본 방법은, 추후의 재시작 작업을 필요로 하지 않고도 생산 사이클(production cycle)을 최적화하는, 바람직하게는 공동(6)이 헤드(5)에 의해 한 단부에서 닫히는 타입의 중공-바디 부재(3)를 형성하기 위해 전달 라인에 냉간-변형 공정에 용이하고 편리한 방식으로 일체로 구성될 수 있다(integrated).

일반적으로, 본 발명은 독립항인 청구항 제 1 항에 의해 정의된 것과 같은 권리보호범위를 벗어나지 않고도 다수의 분야, 변형예, 또는 개선예들에 적용할 수 있다.

또한, 본 발명을 실시하도록 사용되는 재료 및 장치, 뿐만 아니라 개별 구성요소들의 형태와 수치들은 특정 필요조건들에 대해 가장 적합할 수 있다.

Claims

공동(6)과 세로방향 연장부(longitudinal extension)를 가진 중공-바디 부재(3) 내에 개구를 형성하기 위한 방법에 있어서,
상기 방법은:
(a) 상기 중공-바디 부재(3)에 대해 카운터형성된(countershaped) 시트(17)와 상기 시트(17)와 소통(communication)하는 제 1 단부(18)와 제 2 배출 단부(19)를 가진 배출 채널(13)을 포함하는 홀딩 다이(12)를 사전배치하는 단계(predisposing);
(b) 상기 제 1 단부(18)가 상기 중공-바디 부재(3)의 벽의 일부분과 상응하게 배열되어 개구(8)를 형성하도록 상기 시트(17) 내에 상기 중공-바디 부재(3)를 삽입하고 배치하는 단계;
(c) 상기 개구(8)를 형성하기 위해 상기 벽 부분(16)을 상기 중공-바디 부재(3)로부터 떼어내는(detaching) 지점으로 변형시키기에 충분하도록 상기 공동(6) 내부에서 점차적으로 증가하는 압력을 생성하는 단계 및 상기 배출 채널(13)을 따라 상기 벽 부분(16)을 물러나게 하는 단계(expelling)를 포함하는 공동(6)과 세로방향 연장부를 가진 중공-바디 부재(3) 내에 개구를 형성하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 벽 부분(16)이 배열되고, 분리되며 물러나는 방향은 상기 공동(6) 내부로부터 상기 중공-바디 부재(3)의 외측을 향하는 것을 특징으로 하는 공동(6)과 세로방향 연장부를 가진 중공-바디 부재(3) 내에 개구를 형성하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 개구(8)의 에지(edge)들은 상기 공동(6)을 향해 즉 상기 중공-바디 부재(3)의 내부를 향해 배열되며, 상기 개구(8)의 에지들은 매끈하고 둥근 것을 특징으로 하는 공동(6)과 세로방향 연장부를 가진 중공-바디 부재(3) 내에 개구를 형성하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 배출 채널(13)의 상기 제 1 단부(18)는 형성되어야 하는 상기 개구(8)의 형태와 일치하는 횡단면을 가지는 것을 특징으로 하는 공동(6)과 세로방향 연장부를 가진 중공-바디 부재(3) 내에 개구를 형성하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
클램핑 부재(14)가 상기 시트(17) 내에서 상기 중공-바디 부재(3)를 차단하는(block) 것을 특징으로 하는 공동(6)과 세로방향 연장부를 가진 중공-바디 부재(3) 내에 개구를 형성하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 점차적으로 증가하는 압력은 상기 공동(6)이 일부분 이상 채워지는 비압축성 유체가 압축됨으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 공동(6)과 세로방향 연장부를 가진 중공-바디 부재(3) 내에 개구를 형성하기 위한 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 압력은 상기 비압축성 유체로 일부분 이상 채워진 상기 공동(6) 내에 피스톤(15)을 점차적으로 삽입시킴으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 공동(6)과 세로방향 연장부를 가진 중공-바디 부재(3) 내에 개구를 형성하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 배출 채널(13)의 상기 제 2 단부(19)는 외부 환경과 소통하는 것을 특징으로 하는 공동(6)과 세로방향 연장부를 가진 중공-바디 부재(3) 내에 개구를 형성하기 위한 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 벽 부분(16)은 상기 제 2 단부(19)를 통해 상기 다이(12) 외측으로 빠지는(ejected) 것을 특징으로 하는 공동(6)과 세로방향 연장부를 가진 중공-바디 부재(3) 내에 개구를 형성하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 (a)단계 내지 (c)단계는 다수의 횟수만큼 반복되어 이에 상응하는 개수의 개구를 형성하는 것을 특징으로 하는 공동(6)과 세로방향 연장부를 가진 중공-바디 부재(3) 내에 개구를 형성하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 개구(8)는 상기 중공-바디 부재(3)의 상기 세로방향 연장부에 대해 횡단방향 축에 배열되는 것을 특징으로 하는 공동(6)과 세로방향 연장부를 가진 중공-바디 부재(3) 내에 개구를 형성하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 개구(8)는 상기 중공-바디 부재(3)의 상기 세로방향 연장부와 축방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 공동(6)과 세로방향 연장부를 가진 중공-바디 부재(3) 내에 개구를 형성하기 위한 방법.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시트(17)에는 바람직하게는 상기 배출 채널(13)의 상기 제 1 단부(18) 가까이 위치된 하나 또는 그 이상의 오목 영역(22)이 제공되며, 상기 (c)단계 동안 상기 중공-바디 부재(3)로부터 돌출하는 하나 또는 그 이상의 언더컷 부분(2OA, 2OB, 2OC, 20D; 21)을 형성하는 것을 특징으로 하는 공동(6)과 세로방향 연장부를 가진 중공-바디 부재(3) 내에 개구를 형성하기 위한 방법.
제 1 항 내재 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 상기 중공-바디 부재(3)를 형성하기 위해 전달 라인에서 냉간-변형 공정(cold-deformation process) 내에 통합될 수 있는 것을 특징으로 하는 공동(6)과 세로방향 연장부를 가진 중공-바디 부재(3) 내에 개구를 형성하기 위한 방법.
제 1 항에 따른 방법을 통해 형성되고 중공-바디 부재(3)의 세로방향 연장부를 따라 횡단 방향으로 배열된 하나 또는 그 이상의 개구(8, 9)를 포함하며 한 단부 혹은 양쪽 단부에서 개방되고 원통형 또는 다각형 횡단면을 가진 중공-바디 부재(3).
제 15 항에 있어서,
상기 중공-바디 부재(3)는 상기 중공-바디 부재(3)로부터 돌출하고 바람직하게는 하나 또는 그 이상의 개구(8, 9)에 인접하게 배열된 하나 또는 그 이상의 언더컷 부분(2OA, 2OB, 2OC, 20D; 21)을 포함하는 것을 특징으로 하는 중공-바디 부재(3).
제 1 항에 따른 방법을 통해 형성된 중공-바디 부재(3)의 세로방향 연장부와 축방향으로 배열된 개구를 포함하며 한 단부에서 닫힌 원통형 또는 다각형 횡단면을 가진 중공-바디 부재(3).
제 15 항 또는 제 17 항에 있어서,
상기 중공-바디 부재(3)의 내부를 향해 배열된 하나 또는 그 이상의 개구(8, 9)의 에지들은 매끄럽고 둥근 것을 특징으로 하는 중공-바디 부재(3).
제 1 항에 따른 방법을 실시하기 위한 장치에 있어서,
상기 장치는 중공-바디 부재(3)를 수용하기 위한 시트(17) 및 상기 시트(17)와 소통하는 제 1 단부(18)와 제 2 배출 단부(19)를 가진 배출 채널(13)이 제공된 다이(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공-바디 부재(3) 내에 개구를 형성하기 위한 방법을 실시하는 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 장치는 상기 중공-바디 부재(3)를 위한 클램핑 부재(14)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 중공-바디 부재(3) 내에 개구를 형성하기 위한 방법을 실시하는 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 시트(17)에는 바람직하게는 상기 배출 채널(13)의 상기 제 1 단부(18) 가까이 위치된 하나 또는 그 이상의 오목 영역(22)이 제공되는 것을 특징으로 하는 중공-바디 부재(3) 내에 개구를 형성하기 위한 방법을 실시하는 장치.
제 19 항에 있어서,
냉간-변형 공정을 통해 상기 중공-바디 부재(3)를 형성하기 위해 전달 라인 내에 통합될 수 있는(integrable) 것을 특징으로 하는 중공-바디 부재(3) 내에 개구를 형성하기 위한 방법을 실시하는 장치.