KR20190100058A - 금속 부품을 제조하는 조립체 및 그러한 조립체의 용도 - Google Patents

Abstract

제조 조립체(33)는, 트롤리(48)와 적어도 하나의 가압 롤러(49)를 갖는 평탄화 모듈(47)을 포함하고, 평탄화 모듈(47)은, 적어도 하나의 가압 롤러(49)를 트롤리(48)에 대해 예정된 가압 방향으로 이동시키고 가압 롤러를 자유 표면(39)에 맞닿게 위치시키도록 배치된 적어도 하나의 가압 액추에이터(53)를 포함함으로써, 적어도 하나의 가압 롤러(49)가 압력을 상기 예정된 가압 방향으로 자유 표면(39) 상에 가하고, 압력은 가압 방향의 반대 방향에서 자유 표면(39)의 고도에 따라 자동 적응적으로 증가된다.

Description

금속 부품을 제조하는 조립체 및 그러한 조립체의 용도{ASSEMBLY FOR MANUFACTURING A METAL PART AND USE OF SUCH AN ASSEMBLY}

본 발명은 전반적으로 서로 스테이플링된 2개의 에지를 갖는 금속 부품의 제조에 관한 것이다.

그러한 금속 부품을 도 1 및 도 2에 도시된 유형의 제조 조립체로 제조하는 것이 가능하다.

조립체(1)는 부품을 수용하기 위한 스테이션(3)이 마련된 섀시(2)를 포함한다. 압연 부품을 제조하기 위해, 수용 스테이션(3)은 맨드릴(5)을 포함한다.

금속 부품은 통상적으로 맨드릴(5; 도 2) 둘레에서 점진적으로 압연되는 금속 시트(6)이다.

제조 조립체(1)는 섀시(2)에 대해 맨드릴(5)의 중심축(X)에 평행하게 이동되는 이동 섀시(7)를 포함한다. 이동 방향은 도 1 및 도 2에서 화살표(D)로 구현된다.

전방에서, 이동 섀시(7)는 제1 세트의 스테이플링 롤러(11)를 지지한다.

본 설명에서, 전방 및 후방은 섀시(2)에 관한 이동 섀시(7)의 이동 방향에 대해 이해된다.

금속 시트(6)는 초기에 중심축(X)에 수직인 평면에서 U자 형상을 갖는다. U의 중앙 부분은 맨드릴(5) 아래에서 가압된다. 스테이플링되는 2개의 에지(13, 14)는 도 1에 도시된 바와 같이 서로 평행하다. 에지들은 직선형이고 중심축(X)에 평행하다. 에지들은 맨드릴(5) 위로 연장된다.

롤러(11)는 에지(13, 14)를 롤러들 사이에 죄고 금속 시트(6)를 맨드릴(5) 둘레에서 둘러싼다. 제1 세트의 롤러(11)는 또한 에지(13, 14)를 서로에 대해 가압된 상태로 유지하면서 절첩시킨다.

롤러(11)의 통과 후에, 금속 시트(6)는 맨드릴(5) 둘레에 원통형 본체(15)를 포함하고, 2개의 에지(13, 14)는 서로에 대해 가압되어 원통형 본체(14)를 연장시키면서 중심축(X)에 대해 반경 방향 평면으로 연장된다.

에지(14)는 에지(13)에 대해 연장되는 메인 부분(16)을 갖고, 메인 부분은 에지(13)를 지나서 반경 방향으로 연장되는 단부 부분(17)에 의해 연장된다. 이는 롤러(11)의 세트 아래에서 도 1에 의해 도시되어 있다.

제조 조립체(1)는 제1 세트의 롤러(11)의 바로 후방에서 이동 섀시(7) 상에 장착된 제2 세트의 롤러(18)를 포함한다.

롤러(18)는 단부 부분(17)을 에지(13) 및 에지(14)의 메인 부분(16)에 대해 거의 직각으로 절첩시키도록 배치된다. 단부 부분(17)은 롤러(18)의 세트 아래에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 에지(13)의 측부 상에 벤딩된다.

제조 조립체(1)는 또한 제2 세트의 롤러(18)의 바로 후방에서 이동 섀시(7) 상에 장착된 제3 세트의 롤러(19)를 포함한다. 롤러(19)는 단부 부분(17)을 에지(13)를 따라 완전히 절첩시키도록 배치된다. 따라서, 에지(14)의 메인 부분(16)은 에지(13)의 일측부 상에서 연장되고, 에지(14)의 단부 부분(17)은 에지(13)의 반대 측부 상에서 연장된다. 바꿔 말해서, 에지(14)는 U자형으로 벤딩되고, 에지(13)는 U의 내측에 맞물린다. 따라서, 단부 부분(17), 에지(13) 및 메인 부분(16)은 3개의 중첩된 두께를 갖는 스택을 형성한다.

롤러(19)는 또한 상기 스택을 원통형 본체(15)를 향해 하방으로 절첩시키도록 배치된다. 이는 롤러(19)의 세트 아래에서 도 1에 의해 도시되어 있다. 벤딩 방향은 에지(14)의 단부 부분(17)이 원통형 본체(15)에 대향하게 위치된다. 도시된 예에서, 스택은 반경 방향에 대해 약 60°로 벤딩된다.

다양한 세트의 롤러(19) 중 세번째를 통과한 후에, 2개의 에지(13, 14)는 서로 스테이플링된다. 서로 스테이플링된 2개의 에지(13, 14)는 스테이플링 라인(L)을 형성한다.

제조 조립체(1)는 또한 트롤리(23; trolley) 상에 장착된 가압 롤러(21)의 세트를 포함하는 평탄화 모듈(20)을 포함한다. 제조 조립체(20)는 제3 세트의 롤러(19)의 바로 후방에서 이동 섀시(7) 상에 장착된다.

각각의 가압 롤러(21)는 스테이플링 라인(L)을 따라 가압 방향으로 압력을 가하도록 배치된다. 이 가압 방향은, 예를 들어 반경 방향이다.

그 결과, 단부 부분(17)을 원통형 본체(15)에 대해 가압함으로써, 스택이 원통형 본체(15)에 대해 하방으로 완전히 절첩된다.

더욱이, 가압 롤러(21)에 의해 가해진 가압력은 금속제 시트(6)를 구성하는 금속을 변형 가능하게 하여, 단부 부분(17)이 원통형 본체(15)에 대해 가압되고, 에지(13)가 단부 부분(17)에 대해 가압되며, 중간 부분(16)이 에지(13)에 대해 가압된다. 롤러(21)에 의해 가해진 압력은, 이에 따라 생성된 스테이플이, 일단 롤러(21)를 통과했더라도, 그 형상을 유지하도록 된다. 이 스테이플은 도 3에 보다 정확하게 도시되어 있다.

에지(13, 14)가 U에서 각각 벤딩된 것을 알 수 있고, 중심축(X)에 수직인 것으로 고려했을 때에, U는 반대 방향으로 선회되어 서로 끼워져 있다. 서로 다른 두께가 서로에 대해 가압된다.

이에 따라 형성된 부품은 통상적으로 머플러와 같은 배기 라인의 부재의 외부 인클로져를 형성하도록 의도된다. 따라서, 배기 가스가 상기 부품의 내부를 순환한다. 부품 내부에서 일반적인 배기 가스 압력의 경우, 전술한 바와 같이 제조된 스테이플은 부품의 외부를 향한 배기 가스의 낮은 누출율을 보장해야 한다.

EP 3,085,908호는 배기 용적을 형성하는 금속 부품을 기술하고 있다. 이 금속 부품은, 도 4에 도시된 바와 같이, 서로 중첩된 메인 금속 시트(25) 및 부분 금속 시트(27)를 포함한다. 부분 금속 시트(27)는 메인 금속 시트(25)의 표면의 일부만을 덮는다.

메인 금속 시트(25)와 부분 금속 시트(27)는 함께 권취되고, 부품의 2개의 에지(13, 14)가 서로 스테이플링된다.

따라서, 각각의 에지(13, 14)는, 메인 금속 시트(25)가 이차 금속 시트(27)에 의해 덮이는 고정된 세그먼트(29), 및 메인 금속 시트(25)가 이차 금속 시트(27)에 의해 덮이지 않는 적어도 하나의 얇은 세그먼트(31)를 포함한다.

도 4의 예에서, 각각의 에지(13, 14)의 고정된 세그먼트(29)는 2개의 얇은 세그먼트(31)에 의해 프레임화된다.

2개의 에지(13, 14)는 도 1에 도시된 제조 조립체(1)를 사용하여 서로 스테이플링될 수 있다. 2개의 에지(13, 14)의 두꺼운 세그먼트(29)는 서로 스테이플링된다. 에지(13)의 얇은 세그먼트(31) 또는 각각의 얇은 세그먼트는 다른 에지(14)의 얇은 세그먼트(31)에 스테이플링된다.

따라서, 서로 스테이플링된 2개의 에지(13, 14)는 두꺼운 세그먼트(29)를 따라 그리고 얇은 세그먼트(31)를 따라 다르게 형성되는 스테이플링 라인(L)을 형성한다.

얇은 세그먼트(31)는, 단면으로 고려했을 때에, 도 3에 도시된 바와 같이 거동하는 스테이플링 라인(L)의 제1 섹션을 형성한다. 두꺼운 세그먼트(29)는, 단면으로 고려했을 때에, 도 5에 도시된 유형인 스테이플링 라인(L)의 제2 섹션을 형성한다. 스테이플링 라인(L)의 제2 섹션은 제1 섹션보다 두껍다.

도 4에 도시된 유형의 금속 부품의 경우, 부품이 도 1에 도시된 유형의 조립체를 이용하여 스테이플링될 때에, 자동차 제조업자의 사양을 만족시키는 누출율을 얻는 것은 어렵다.

도 3 및 도 5는 제1 섹션 및 제2 섹션의 단면에 대해 요구되는 이론적인 형상을 도시하는 블록도이다. 도 6 및 도 7은 도 1의 제조 조립체(1)를 이용하여 실제로 획득한 단면을 도시하는 도면이다.

에지(13, 14)의 두꺼운 세그먼트(29)들을 결합시키는 제2 섹션에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 스테이플링 라인(L)이 양호하게 형성된다는 것을 알 수 있다. 상이한 두께는 사실상 서로에 대해 가압되어, 상기 제2 섹션을 따른 배기 가스 누출율이 최소가 된다.

얇은 세그먼트(31)들을 서로 결합시키는 제1 섹션(들)을 따라, 도 6에 도시된 바와 같이, 스테이플링 라인(L)이 열악하게 형성된다는 것을 알 수 있다. 스테이플링 라인(L)의 상이한 두께는 서로 열악하게 가압되거나 가압되지 않는다. 제1 섹션(들)을 따른 배기 가스 누출율은 높다. 종합적으로, 스테이플링 라인(L)의 제1 섹션(들)을 따른 열악한 배기 가스 기밀성으로 인해, 이와 같이 형성된 금속 부품에 대한 자동차 제조업자의 요건을 충족시키는 것은 매우 어렵다.

이와 관련하여, 본 발명은 상기 결함을 갖지 않는 금속 부품을 제조하기 위한 조립체를 제안하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명은 금속 부품을 수용하기 위한 스테이션이 마련된 섀시, 및 트롤리와 트롤리에 연결된 적어도 하나의 가압 롤러를 구비하는 평탄화 모듈을 포함하는 금속 부품을 제조하기 위한 조립체에 관한 것으로서, 금속 부품은 서로 스테이플링된 2개의 에지를 가지며, 서로 스테이플링된 2개의 에지는 자유 표면을 갖는 스테이플링 라인을 획정하고, 제조 조립체는 금속 부품이 수용 스테이션에 있을 때에 스테이플링 라인을 따라 섀시에 대해 평탄화 모듈을 이동시키도록 배치된 종방향 구동부를 포함하며, 평탄화 모듈은, 적어도 하나의 가압 롤러를 트롤리에 대해 예정된 가압 방향으로 이동시키고 가압 롤러를 자유 표면에 맞닿게 위치시키도록 배치된 적어도 하나의 가압 액추에이터를 포함함으로써, 적어도 하나의 가압 롤러가 압력을 상기 예정된 가압 방향으로 자유 표면 상에 가하고, 압력은 가압 방향의 반대 방향에서 자유 표면의 고도에 따라 자동 적응적으로 증가된다.

가압 롤러는 캐리지에 대해 이동 가능하기 때문에, 항상 스테이플링 라인의 자유 표면에 대해 정확하게 높이 방향으로 위치 설정된다. 더욱이, 가압 롤러(들)에 의해 가해지는 압력은 가압 방향의 반대 방향에서 자유 표면의 고도에 따라 증가된다. 따라서, 스테이플링 라인 상에 가해진 압력은 스테이플링 라인이 더 두꺼울 때에 더 크고 스테이플링 라인이 더 얇을 때에 더 낮다. 스테이플링 라인이 더 두꺼울 때에, 스테이플링 라인은 변형하기가 더 어려우므로, 소성 변형에 의해 서로에 대해 금속의 상이한 두께를 가압하도록 스테이플링 라인 상에 더 큰 압력을 가하는 것이 필요하다.

본 발명에서, 가해지는 압력은 자유 표면의 고도에 따라 좌우되며, 이 고도는 스테이플링 라인의 두께를 반영하는 것으로 고려된다. 이는 부품이 맨드릴 둘레에 롤링된 경우에 특히 유리하다. 그러한 구성에서, 스테이플링 라인의 더 큰 두께는 맨드릴의 표면에 비해 스테이플링 라인의 자유 표면의 더 높은 고도에 의해 반영된다.

압력이 자유 표면의 고도에 따라 자동 적응적으로(auto-adaptively) 증가된다는 점은 제조 조립체가 특히 용이하게 구현되게 한다. "자동 적응적"은 압력이 자유 표면의 고도에 응답하여 바로 증가되는 것을 의미한다. 이 조정은 수동적으로 행해진다. 방법의 제1 단계에서, 스테이플링 라인의 고도 프로파일을 기록한 다음, 기록된 고도의 함수로서 계산된 압력을 가하도록 액추에이터를 제어할 필요가 없다. 원하는 결과를 얻기 위해 평탄화 모듈의 단일 통과로 충분하다.

도 4에 도시된 유형의 부품을 제조하기 위해, 가압 롤러(들)는 제2 섹션을 따르는 것보다 제1 섹션을 따라 더 낮은 위치를 채택하고, 제1 섹션을 따르는 것보다 제2 섹션을 따라 더 높은 압력을 가한다.

도 1에 따른 제조 조립체의 경우, 가압 롤러의 높이는 제2 섹션을 따른 자유 표면의 고도에 따라 조정된다. 따라서, 스테이플링 라인의 제2 섹션은 양호하게 형성된다. 반대로, 자유 표면의 고도가 제1 섹션을 따라 더 낮기 때문에, 제1 섹션 상에 가해지는 압력은 매우 낮거나 심지어는 존재하지 않는다. 이는 롤러가 장착된 트롤리에 대해 상대적으로 이동될 수 없다는 점으로부터 초래된다. 롤러는 조절 가능성 없이 제1 섹션의 형성에 부적절한 높이에 끼워진다.

제조 조립체는 또한 개별적으로 또는 임의의 기술적 가능한 조합(들)에 따라 고려되는 아래의 피쳐들 중 하나 이상을 가질 수 있다.

- 각각의 액추에이터는 가압 방향과 결합되는 압축 축선을 갖는 탄성 압축 부재이다.

- 탄성 압축 부재는 바닥을 갖는 본체 및 적어도 하나의 가압 롤러에 연결되어 본체 내에서 가압 방향으로 이동 가능한 피스톤을 포함하고, 바닥과 피스톤 사이에 압축 가스를 수용하는 밀폐된 챔버가 한정된다.

- 트롤리는, 각각의 가압 액추에이터에 대해, 가압 액추에이터가 수용되는 내부 공동을 포함하고, 대응하는 가압 롤러의 회전 안내 베어링이 피스톤에 고정되어 내부 공동 내에 수용된다.

- 하부 바닥이 가압 방향에서 내부 공동을 한정하고 가압 방향에서 가압 롤러의 이동을 제한한다.

- 제조 조립체는 금속 부품의 2개의 에지를 서로 스테이플링하도록 배치된 스테이플링 유닛을 포함한다.

- 스테이플링 라인과 평탄화 모듈은 동일한 이동 섀시 상에 장착되어 종방향 구동부에 의해 스테이플링 라인을 따라 이동된다.

제2 양태에 따르면, 본 발명은 전술한 제조 조립체의 용도에 관한 것으로, 스테이플링 라인이, 자유 표면의 고도가 상대적으로 덜 높은 제1 섹션, 및 자유 표면의 고도가 상대적으로 더 높은 제2 섹션을 갖는 금속 부품을 제조하기 위해, 가압 롤러가 제1 섹션을 따라 제1 압력을 그리고 제2 섹션을 따라 제1 압력보다 큰 제2 압력을 가한다.

이 용도는 또한 개별적으로 또는 임의의 기술적 가능한 조합(들)에 따라 고려되는 아래의 피쳐들 중 하나 이상을 가질 수 있다.

- 금속 부품은 일차 금속 시트, 및 일차 금속 시트 상에 가압되어 일차 금속 시트의 부분만을 덮는 이차 금속 시트를 포함하고, 2개의 에지 중 적어도 하나는, 일차 금속 시트가 이차 금속 시트에 의해 덮이지 않는, 스테이플링 라인의 제1 섹션을 형성하는 적어도 하나의 얇은 세그먼트, 및 일차 금속 시트가 이차 금속 시트에 의해 덮이는, 스테이플링 라인의 제2 섹션을 형성하는 적어도 하나의 두꺼운 세그먼트를 갖는다.

- 금속 부품은 배기 라인의 중공형 용적이고, 평탄화 후에 스테이플링 라인은 30 l/min 미만, 바람직하게는 15 l/min 미만, 더욱 더 바람직하게는 10 l/min 미만의 누출률을 갖는다.

- 부품이 롤링되고, 서로 스테이플링된 2개의 에지는 직선형이다.

본 발명의 다른 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조하여 아래에 제공되는 상세한 설명으로부터 정보를 위해 그리고 비제한적으로 나타날 것이다.

도 1은 본 발명에 따르지 않은 금속 부품용 제조 조립체의 도면이다.
도 2는 맨드릴 둘레에 장착된, 도 1의 제조 조립체를 사용하여 획득된 금속 부품의 도면이다.
도 3은 도 2의 부품의 스테이플링 라인의 개략적인 단면도이다.
도 4는 일차 금속 시트와 부분 금속 시트를 포함하는 금속 부품에 대한, 도 2와 유사한 도면이다.
도 5는 일차 금속 시트와 부분 금속 시트가 중첩되는 섹션에서 고려된, 도 4의 부품의 스테이플링 라인의 개략적인 단면도이다.
도 6 및 도 7은 도 1의 제조 조립체가 도 4에 도시된 유형의 부품을 위해 사용될 때에 획득된 스테이플링 라인의 실제 상태를 도시하는 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 제조 조립체의 평탄화 모듈의 단면도이다.
도 9는 도 8의 평탄화 모듈의 정면도이다.
도 10은 도 8 및 도 9의 평탄화 모듈의 사시도로서, 트롤리는 투명하게 도시되어 있다.
도 11은 도 4에 도시된 유형의 금속 부품에 대한, 도 8 내지 도 10의 평탄화 모듈의 작동을 개략적으로 도시한다.
도 12 및 도 13은 도 6 및 도 7의 도면과 유사한 도면으로서, 부품이 도 8 내지 도 10에 따른 제조 조립체를 사용하여 도 4의 유형으로 구성될 때에 획득된 스테이플링 라인의 실제 상태를 도시한다.

도 8 내지 도 11에 도시된 제조 조립체(33)는, 금속 부품(35; 도 11), 통상적으로 열 엔진을 갖는 차량의 배기 라인의 금속 부분을 제조하도록 제공된다. 이 차량은 통상적으로 자동차, 예를 들어 승용차 또는 트럭이다.

금속 부품(35)은 서로 스테이플링된 2개의 에지를 가지며, 2개의 에지는 서로 스테이플링되어 자유 표면(39)을 갖는 스테이플링 라인(37)을 획정한다.

금속 부품(35)은 통상적으로 중공형 본체(40)를 형성하여, 배기 가스가 이동하는 용적을 안쪽에 한정한다.

금속 부품(35)은 통상적으로 중심축을 중심으로 롤링된 금속 블랭크에 의해 형성된다. 금속 블랭크는 서로 스테이플링된 2개의 에지를 획정한다. 이 경우, 에지는 직선형이며 서로 평행하다.

대안적으로, 금속 부품(35)은 롤링되지 않고, 예를 들어 적어도 2개의 쉘 부분에 의해 형성되고, 각각의 쉘 부분은 2개의 에지 중 하나를 획정한다. 예를 들어, 금속 부품(35)은 2개의 절반 쉘에 의해 형성된다. 이 경우, 2개의 절반 쉘은 각각의 에지를 통해 서로 스테이플링된다. 이 경우, 각 에지는 일반적으로 폐쇄된 윤곽을 갖는다.

다른 변형예에 따르면 금속 부품(35)은 복수의 쉘 부분으로 형성될 수 있다.

제조 조립체(33)는 금속 부품(35; 도 11)을 수용하기 위한 스테이션(43)이 마련된 섀시(41)를 포함한다.

금속 부품(35)이 롤링된 유형인 경우, 수용 스테이션(43)은 금속 부품(35)이 둘레에서 미끄러지는 맨드릴(45)을 포함한다.

맨드릴(45)은 중심축(X)을 갖는 원통형 부품이다. 맨드릴은 금속 부품(35)의 단면에 대응하는 단면, 예를 들어 원형 또는 삼각형을 갖는다.

이 경우, 금속 부품(35)은 맨드릴(45)의 외표면에 대해 가압된다.

스테이플링 라인(37)은 통상적으로 직선형이고 중심축(X)에 평행하게 연장된다. 스테이플링 라인(37)의 자유 표면(39)은 맨드릴(45)과 등지고 있다.

통상적으로, 금속 부품(35)은 전술한 바와 같이 맨드릴(45) 둘레에서 금속 스트림을 압연함으로써 획득된다.

통상적으로, 제조 조립체(33)는 수용 스테이션에서 금속 부품을 제위치에 잠금하기 위한 수단을 포함한다. 이 수단은 도면에 도시되어 있지 않다. 그러한 수단은, 예컨대 클램프, 또는 파지 링, 또는 임의의 다른 적절한 부재를 포함한다.

제조 조립체(33)는 도 8 내지 도 10에 상세하게 도시된 평탄화 모듈(47)을 더 포함한다.

평탄화 모듈(47)은 스테이플링 라인(37)을 편평하게 하도록 제공된다. 따라서, 평탄화 모듈(47)은 도 1의 제조 조립체(1)의 평탄화 모듈(20)과 동일한 기능을 수행한다.

바꿔 말해서, 서로 스테이플링된 2개의 에지를 금속 부품의 본체에 대해 완전히 하방으로 절첩시키고, 스테이플링 라인을 따라 배기 가스에 대해 만족스러운 기밀성을 보장하도록 스테이플링 라인을 구성하는 상이한 두께를 편평하게 할 수 있다.

평탄화 모듈(47)은 트롤리(48), 및 트롤리(48)에 연결된 적어도 하나의 가압 롤러(49)를 포함한다.

제조 조립체(33)는, 금속 부품(35)이 수용 스테이션(43)에 로딩될 때에, 스테이플링 라인(37)을 따라 섀시(41)에 대해 평탄화 모듈(47)을 이동시키도록 배치된 종방향 구동부(51; 도 11)를 포함한다.

도시된 예에서, 평탄화 모듈(47)은 스테이플링 라인(37)을 따라 평탄화 모듈(47)의 이동 방향에서 앞뒤로 장착된 2개의 롤러(49)를 포함한다. 대안적으로, 평탄화 모듈(47)은 단일 롤러, 또는 2개보다 많은 롤러, 예를 들어 3개의 롤러를 포함한다.

본 발명에 따르면, 평탄화 모듈(47)은 적어도 하나의 가압 액추에이터(53)를 포함하고, 적어도 하나의 가압 액추에이터(53)는 적어도 하나의 가압 롤러(49)를 트롤리(48)에 대해 결정된 가압 방향으로 이동시키고 가압 롤러를 자유 표면(39)에 맞닿게 위치시키도록 배치되어, 적어도 하나의 가압 롤러(49)가 상기 결정된 가압 방향으로 자유 표면(39) 상에 압력을 가하고, 압력은 가압 방향의 반대 방향에서 자유 표면(39)의 고도에 따라 자동 적응적으로 증가된다.

가압 방향은 도 9 및 도 11에서 화살표(P)로 도시된다.

통상적으로, 각각의 가압 롤러(49)는 전용 가압 액추에이터(53)에 의해 트롤리(48)에 연결된다.

종방향 구동부(51)는 임의의 적절한 유형이다. 종방향 구동부는, 예를 들어 스테이플링 라인(37)에 평행하게 연장되는 레일(57)을 포함하고, 트롤리(48)는 레일(57)을 따라 슬라이딩 장착된다. 종방향 구동부(51)는 또한 체인 또는 임의의 다른 적절한 부재를 통해 레일(57)을 따라 트롤리(48)를 구동시키는 모터 수단(59)을 포함한다.

가압 액추에이터(53)는 통상적으로 가압 방향과 결합되는 압축 축선을 갖는 탄성 압축 부재이다.

유리하게는, 탄성 압축 부재는 가스 실린더이다.

이 경우, 가스 실린더는 바닥(63)을 갖는 본체(61)와, 대응하는 가압 롤러(49)에 연결된 피스톤(65)을 포함한다. 피스톤(65)은 본체(61) 내부에서 가압 방향으로 이동 가능하다. 압축 가스를 수용하는 타이트한 챔버가 바닥(63)과 피스톤(65) 사이에 한정된다.

피스톤(65)이 바닥(63)에 접근하면, 챔버 내에 수용된 가스가 압축되고, 탄성 부재에 의해 가압 롤러(49) 상에 가압 방향으로 가해지는 압력이 증가된다. 반대로, 피스톤(65)이 바닥(63)으로부터 멀어지게 이동하면, 챔버 내에서 가스 압력이 감소하고, 탄성 부재에 의해 가압 롤러(49)에 가해지는 압력이 감소된다.

평탄화 모듈(47)은 각각의 가압 롤러(49)에 대해, 피스톤(65)에 고정된 베어링(67)을 포함한다. 롤러(49)는 샤프트(69)에 견고하게 고정되고, 샤프트는 베어링(67)에 의해 회전 안내된다.

통상적으로, 트롤리(48)는 각각의 가압 액추에이터(53)에 대해, 상기 가압 액추에이터(53) 및 베어링(67)이 수용되는 내부 공동(71)을 포함한다. 가압 액추에이터(53)는 내부 공동(71) 내에서 트롤리(48)에 견고하게 고정된다. 베어링(67)은 내부 공동(71) 내에서 피스톤(65)과 함께 이동한다. 가압 방향으로 베어링의 이동은 내부 공동(71)의 하부 바닥(73)에 의해 제한된다.

통상적으로, 트롤리(48)는 각각의 가압 액추에이터(53)를 위한 내부 공동(71)을 포함한다. 대안적으로, 여러 개의 가압 액추에이터(53)가 동일한 내부 공동(71) 내에 수용된다.

샤프트(69)는 가압 방향에 수직인 방향으로 연장된다. 샤프트는 트롤리(48)를 완전히 통과한다.

대안적으로, 탄성 압축 부재는 가스 실린더가 아니며, 압축 스프링, 예를 들어 나선형 스프링, 또는 엘라스토머 재료의 슬래브(slab) 또는 임의의 다른 적절한 탄성 부재이다.

유리하게는, 제조 조립체(1)는 부품의 2개의 에지를 서로 스테이플링하고 스테이플링 라인(37)을 형성하도록 배치된 스테이플링 유닛을 포함한다.

통상적으로, 스테이플링 유닛은, 예를 들어 도 1에 대해 설명된 유형의 하나 이상의 세트의 롤러(11, 18, 19)를 포함한다.

유리하게는, 트롤리(48)는 스테이플링 유닛을 지지하는 이동 섀시에 견고하게 고정된다. 이 경우, 종방향 구동부(51)는 이동 섀시를 스테이플링 라인(37)을 따라 이동시키도록 배치된다.

대안적으로, 종방향 구동부(51)는 스테이플링 라인을 생성하는 역할을 하는 유닛과 독립적으로 평탄화 모듈(47)을 이동시킨다.

따라서, 스테이플링 라인(37)이, 자유 표면(39)의 고도가 상대적으로 덜 높은 제1 섹션(T1)과, 자유 표면(39)의 고도가 상대적으로 더 높은 제2 섹션(T2)을 갖는 부품을 제조하기 위해 전술한 조립체(33)를 사용하는 것이 특히 유리하다는 것이 이해된다.

이 부품은, 예를 들어 도 4를 참조하여 전술한 부품이다. 이 부품은 일차 금속 시트(25), 및 일차 금속 시트(25) 상에 가압되어 일차 금속 시트(25)의 부분만을 덮는 이차 금속 시트(27)를 포함한다.

2개의 에지 중 적어도 하나는 적어도 하나의 얇은 세그먼트(31)를 갖고, 이 얇은 세그먼트를 따라 일차 금속 시트(25)가 이차 금속 시트(27)에 의해 덮이지 않는다. 이 에지는 또한 적어도 하나의 두꺼운 세그먼트(29)를 갖고, 이 두꺼운 세그먼트를 따라 일차 금속 시트(25)가 이차 금속 시트(27)에 의해 덮인다.

예를 들어, 각각의 에지는 두꺼운 세그먼트(29)의 양측에 배치된 2개의 얇은 세그먼트(31)를 갖는다.

스테이플링 라인(37)을 따라, 2개의 에지들 중 하나의 각각의 얇은 세그먼트(31)는 다른 에지의 얇은 세그먼트(31)와 스테이플링된다. 에지들 중 하나의 각각의 두꺼운 세그먼트(29)는 다른 에지의 두꺼운 세그먼트(29)와 스테이플링된다.

두꺼운 세그먼트(29)는 제2 섹션(T2)을 형성한다.

얇은 세그먼트(31)는 제1 섹션(T1)을 형성한다. 또한, 세그먼트는, 예를 들어 제3 섹션(T3)을 형성하는데, 제3 섹션을 따른 자유 표면(39)의 고도는 제1 섹션(T1)을 따른 고도와 실질적으로 동일하다. 섹션(T1 및 T3)은 스테이플링 라인(37)의 제2 섹션(T2)의 양측에 위치된다.

도 11은, 그러한 부품의 경우, 가압 액추에이터(53)가 가압 롤러(49)에 의해 자유 표면(39) 상에 가해진 압력을 가압 방향의 반대 방향에서 자유 표면(39)의 고도에 따라 자동 적응적으로 증가시킬 수 있게 하는 이유를 설명한다.

도 11에서 평탄화 모듈(47)의 이동 방향은 화살표(D)에 의해 구현된다. 가압 방향의 반대 방향에서 자유 표면(39)의 고도는 임의의 기준 표면에 대해 취해질 수 있다. 예컨대, 자유 표면의 고도는 맨드릴의 외표면에 대해 취해질 수 있다.

가압 롤러(49)가 스테이플링 라인(37)과 접촉하기 전에, 가압 액추에이터(53)는 예정된 압력(P0)을 가압 롤러(49)에 가한다.

이 압력의 영향 하에, 베어링(67)은 내부 공동(71)의 하부 바닥(73)에 맞닿는다. 이는 가압 롤러(49)의 가압 방향으로의 위치를 결정한다. 이 상황은 도 11의 좌측 부분에 도시되어 있다.

가압 롤러(49)가 고도(H1)에 위치한 자유 표면(39)의 제1 섹션(T1)에 맞닿을 때에, 가압 롤러(49)는 가압 방향(P)의 반대 방향으로 트롤리(48)에 대해 이동된다. 가압 액추에이터(53)에 의해 가압 방향(P)에서 가압 롤러(49) 상에 가해진 압력은 압력(P0)보다 큰 압력(P1)으로 증가된다.

이는 자동 적응적으로 획득되며, 압축 액추에이터의 밀봉된 챔버 내에 위치한 가스가 피스톤(65)의 이동으로 인해 압축된다는 점으로부터 초래된다. 압력 증가는 임의의 오토마티즘(automatism), 또는 정교한 조정 부재없이 수동적으로 발생한다.

이 상황은 도 11의 좌측 중간에 도시되어 있다.

가압 롤러(49)가 고도(H1)보다 큰 고도(H2)에 위치한 자유 표면(39)의 제2 섹션(T2)과 접촉하도록 이동하면, 가압 롤러(49)는 제1 섹션(T1)에 대해 가압 방향의 반대 방향으로 오프셋된다. 따라서, 가압 액추에이터(53)에 의해 가압 롤러(49) 상에 가해지는 압력은 압력(P1)보다 큰 압력(P2)으로 증가된다.

이는 피스톤(65)의 바닥(63)을 향한 이동으로부터 초래되어, 타이트한 챔버 내의 가스 압력을 증가시킨다. 가압 롤러(49) 상에 가해지는 압력의 증가, 및 이에 따라 가압 롤러(49)에 의해 스테이플링 라인(37)의 자유 표면(39) 상에 가해지는 압력은 자동 적응적이다.

이 상황은 도 11의 우측 중간에 도시되어 있다.

가압 롤러(49)가 제1 고도(H1)에 위치한 제3 섹션(T3)에 도달하는 경우, 가압 액추에이터(53)에 의해 가압 방향으로 가압 롤러(49) 상에 가해지는 압력은 자동적으로 값(P1)으로 복귀된다.

이 상황은 도 11의 우측 부분에 도시되어 있다.

도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 제조 조립체(33)가 부품의 스테이플링에 사용될 때에 그러한 부품에 대해 획득된 결과를 도시한다.

도 13은 제2 섹션(T2)이 어떻게 형성되는지를 이동 방향에 수직인 평면에서의 단면도로 도시한다. 스테이플링 라인(37)이 양호하게 형성되고, 2개의 에지를 구성하는 상이한 두께가 서로 긴밀하게 접촉되어 있음을 알 수 있다.

도 12는 제1 섹션(T1)을 따라 취한 단면도이다. 스테이플링의 품질이 도 6에서 획득한 것보다 훨씬 양호함을 알 수 있다.

도 6 및 도 7에서, 스테이플링 라인(L)은, 예정된 힘을 높이(H2)에 위치한 자유 표면 상에 가압 방향으로 가하도록 끼워진 제조 조립체에 의해 편평해졌다. 제2 섹션을 따라, 스테이플링 라인이 양호하게 형성된다. 반대로, 스테이플링 라인(L)의 제1 섹션 상에 가해지는 압력은 너무 약한데, 이는 이 제1 섹션이 높이(H2)보다 낮은 높이(H1)에 위치하기 때문이다. 그 결과, 도 1의 장치에서, 가압 액추에이터가 없기 때문에, 양호한 품질의 스테이플링 라인을 얻을 수 없다.

본 발명에 따른 제조 조립체(33)에 의하면, 배기 라인의 중공형 용적을 형성하는 부품을 얻을 수 있으며, 평탄화 후에 스테이플링 라인(37)은 30 l/min 미만, 바람직하게는 15 l/min 미만, 더욱 더 바람직하게는 10 l/min 미만의 누출률을 갖는다.

이 누출률은 표준 조건에서 측정된다.

제조 조립체(33)는 다수의 변형예를 가질 수 있다.

하나의 변형예에 따르면, 제조 조립체는 이미 스테이플링된 금속 부품을 처리하도록 설계된다. 이 경우, 제조 조립체는 스테이플링 유닛을 포함하지 않는다. 대안적으로, 제조 조립체는 가압 모듈과 스테이플링 유닛을 모두 포함한다.

하나의 변형예에 따르면, 각각의 가압 롤러는 고정 샤프트 둘레에서 회전하도록 장착된다. 이때, 이 샤프트는 임의의 적절한 수단을 사용하여 가압 액추에이터에 견고하게 고정된다.

조립체는 스테이플링 라인이 임의의 유형의 형상을 갖는 부품을 제조하는 데에 매우 적합하다. 스테이플링 라인은 직선형이거나, 평면에서 휘어져 있거나, 3차원 형상을 따른다.

전술한 바와 같이, 스테이플링 라인의 제1 및 제2 섹션은 반드시 상승 계단을 따르지 않는다. 대안적으로, 제1 및 제2 섹션은 하강 계단을 따른다. 또 다른 변형예에 따르면, 각 섹션은 가변 높이를 가지며, 균일하게 상승하거나 균일하게 하강하거나, 또는 번갈아 상승하고 하강한다. 이때, 각 섹션에 대해 고려된 높이는 평균 높이이다.

금속 부분은 일차 금속 시트 및 일차 금속 시트를 부분적으로만 덮는 이차 금속 시트를 반드시 포함하지는 않는다. 에지들의 얇은 세그먼트 및 두꺼운 세그먼트는 대안적으로 동일한 금속 시트의 상이한 두께를 갖는 영역에 속한다. 또 다른 변형예에 따르면, 에지들의 얇은 세그먼트 및 두꺼운 세그먼트는 서로 나란히 병치된 상이한 금속 시트에 속한다.

Claims (10)

1. 금속 부품(35)을 제조하기 위한 제조 조립체로서, 제조 조립체(33)는 금속 부품(35)을 수용하기 위한 스테이션(43)이 마련된 섀시(41), 및 트롤리(48)와 상기 트롤리(48)에 연결된 적어도 하나의 가압 롤러(49)를 구비하는 평탄화 모듈(47)을 포함하고, 상기 금속 부품(35)은 서로 스테이플링된 2개의 에지를 가지며, 서로 스테이플링된 2개의 에지는 자유 표면(39)을 갖는 스테이플링 라인(37)을 획정하고, 제조 조립체(33)는 금속 부품(35)이 수용 스테이션(43)에 있을 때에 스테이플링 라인(37)을 따라 섀시(41)에 대해 평탄화 모듈(47)을 이동시키도록 배치된 종방향 구동부(51)를 포함하며, 상기 평탄화 모듈(47)은, 적어도 하나의 가압 롤러(49)를 트롤리(48)에 대해 예정된 가압 방향으로 이동시키고 가압 롤러를 자유 표면(39)에 맞닿게 위치시키도록 배치된 적어도 하나의 가압 액추에이터(53)를 포함함으로써, 적어도 하나의 가압 롤러(49)가 압력을 상기 예정된 가압 방향으로 자유 표면(39) 상에 가하고, 상기 압력은 가압 방향의 반대 방향에서 자유 표면(39)의 고도에 따라 자동 적응적으로 증가되는 것인 제조 조립체.
2. 제1항에 있어서, 각각의 액추에이터(53)는 가압 방향과 결합된 압축 축선을 갖는 탄성 압축 부재인 것인 제조 조립체.
3. 제2항에 있어서, 상기 탄성 압축 부재는 바닥(63)을 갖는 본체(61) 및 상기 적어도 하나의 가압 롤러(49)에 연결되어 상기 본체(61) 내에서 가압 방향으로 이동 가능한 피스톤(65)을 포함하고, 상기 바닥(63)과 피스톤(65) 사이에 압축 가스를 수용하는 밀폐된 챔버가 한정되는 것인 제조 조립체.
4. 제3항에 있어서, 상기 트롤리(48)는, 각각의 가압 액추에이터(53)에 대해, 상기 가압 액추에이터(53)가 수용되는 내부 공동(71)을 포함하고, 대응하는 가압 롤러(49)의 회전 안내 베어링(67)이 피스톤(65)에 고정되어 내부 공동(71) 내에 수용되는 것인 제조 조립체.
5. 제4항에 있어서, 하부 바닥(73)이 가압 방향에서 내부 공동(71)을 한정하고 가압 방향에서 가압 롤러(49)의 이동을 제한하는 것인 제조 조립체.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제조 조립체(33)는 상기 금속 부품(35)의 2개의 에지를 서로 스테이플링시키도록 배치된 스테이플링 유닛을 포함하는 것인 제조 조립체.
7. 제6항에 있어서, 상기 스테이플링 라인과 평탄화 모듈(47)은 동일한 이동 섀시 상에 장착되어 종방향 구동부(51)에 의해 스테이플링 라인(33)을 따라 이동되는 것인 제조 조립체.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 제조 조립체(33)의 용도로서,
   스테이플링 라인(37)이, 자유 표면(39)의 고도가 상대적으로 덜 높은 제1 섹션(T1), 및 자유 표면(39)의 고도가 상대적으로 더 높은 제2 섹션(T2)을 갖는 금속 부품(35)을 제조하기 위해, 가압 롤러(49)가 제1 섹션(T1)을 따라 제1 압력을 그리고 제2 섹션(T2)을 따라 제1 압력보다 큰 제2 압력을 가하는 것인 제조 조립체의 용도.
9. 제8항에 있어서, 상기 금속 부품(35)은 일차 금속 시트(25), 및 상기 일차 금속 시트(25) 상에 가압되어 일차 금속 시트(25)의 부분만을 덮는 이차 금속 시트(27)를 포함하고, 2개의 에지 중 적어도 하나는, 일차 금속 시트(25)가 이차 금속 시트(27)에 의해 덮이지 않는, 스테이플링 라인(37)의 제1 섹션(T1)을 형성하는 적어도 하나의 얇은 세그먼트(31), 및 일차 금속 시트(25)가 이차 금속 시트(27)에 의해 덮이는, 스테이플링 라인(37)의 제2 섹션(T2)을 형성하는 적어도 하나의 두꺼운 세그먼트(29)를 갖는 것인 제조 조립체의 용도.
10. 제8항에 있어서, 상기 금속 부품(35)은 배기 라인의 중공형 용적이고, 평탄화 후에 스테이플링 라인(37)은 30 l/min 미만의 누출률을 갖는 것인 제조 조립체의 용도.

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