KR20240070608A - 재료 성형 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본원은 이동 가능한 공구(4′) 및 구동 유닛(1)에 의한, 재료 성형 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 상기 구동 유닛(2; 101)을 이동하여 상기 공구(4′)에 운동 에너지를 제공하고, 상기 공구(4′)가 작업 재료(W)를 타격함으로써, 상기 작업 재료(W)를 성형하는 것을 포함하며, 상기 방법은 상기 구동 유닛 및 상기 이동 가능한 공구(4′)의 사이에 임팩트 헤드(4″)를 제공하고, 상기 임팩트 헤드(4″)를 타격하는 상기 구동 유닛(2; 101)에 의해 상기 공구(4′)에 운동 에너지를 제공하는 것을 포함하며, 상기 임팩트 헤드(4″)는 임팩트 단부(46)로부터 베이스 영역(48)까지 상기 타격(stroke)의 방향으로 연장되며, 여기서, 상기 베이스 영역(48)은 상기 임팩트 단부(46)보다 상기 공구에 더 가까운 것이고, 상기 임팩트 단부(46)가 상기 타격의 방향에 대해 측면 방향으로 상기 베이스 영역(48)보다 더 작은 연장(extension)을 갖도록 상기 임팩트 헤드(4″)를 배치하는 것을 특징으로 한다.
Description
본원은, 재료 성형 방법에 관한 것이다. 본원은, 또한 재료 성형용 장치에 관한 것이다.
본원은 고속 성형(high velocity forming; HVF)에 유리하게 사용되나, 본원의 다른 구현예들에 따르면 HVF에 사용되는 것과 다른 속도와 관련된 재료 성형에 사용될 수 있다. 여기서, HVF는 고속 재료 성형을 의미하기도 한다. 금속의 HVF는 고속 금속 성형으로서 알려져 있기도 하다.
종래의 금속 성형 작업에서는, 작업할 금속에 단순 해머 블로우(simple hammer blow) 또는 파워 프레스(power press)를 이용하여 힘을 가한다; 상기 사용되는 무거운 공구들은 상대적으로 느린 속도로 움직이게 된다. 종래의 기술들은 단조 (forging), 압출 (extrusion), 늘임 (drawing), 및 펀칭 (punching) 등과 같은 방법들을 포함한다. 다른 기술들 중에는, 레이저 연소, 산소-연료 연소, 및 플라즈마와 같은 용접 (welding)/연소 기술도 있다.
HVF는, 공작물(work piece)을 타격하기 전에, 공구에 높은 속도를 부여함으로써 높은 운동 에너지를 전달하는 것과 관계된다. HVF는, 예를 들어, 전기 모터에 의한, 유압 성형 (hydraulic forming), 폭발 성형 (explosive forming), 전기 유압 성형 (electro hydraulic forming), 및 전자기 성형 (electromagnetic forming)과 같은 방법을 포함한다. 이러한 성형 공정에서, 매우 짧은 시간 간격 동안 많은 양의 에너지가 상기 공작물에 가해진다. HVF의 속도는 전형적으로 1 m/s 이상, 바람직하게는 3 m/s 이상, 바람직하게는 5 m/s 이상일 수 있다. 예를 들어, HVF의 상기 속도는 1 m/s 내지 20 m/s, 바람직하게는, 3 m/s 내지 15 m/s, 바람직하게는 5 m/s 내지 15 m/s일 수 있다. HVF는 운동 에너지로부터 재료 형성력(material shaping force)을 얻는 공정으로서 간주할 수 있는 반면, 종래의 재료 성형에서는, 상기 재료 성형력이 압력, 예를 들어, 유압에 의해 얻어진다.
HVF의 장점은 많은 금속들이 매우 빠른 하중의 적용 하에 더 쉽게 변형되는 경향이 있다는 사실에서 제공된다. 변형 분포는 종래의 성형 기술들과 비교하여 HVF의 단일 작업에서 훨씬 더 균일하다. 이는 그 결과 재료에 있어서 불필요한 변형을 유발하지 않고 복잡한 형상들을 쉽게 생성할 수 있게 한다. 이는 정밀한 허용 오차(tolerances) 내에서 복잡한 부품의 성형 및 종래의 금속 성형으로는 성형할 수 없었던 합금들의 성형을 가능하게 한다. 예를 들어, HVF는 연료 전지에 사용되는 금속 플로우 플레이트(metal flow plate)의 제조에 사용될 수 있다. 이러한 제조는 작은 허용 오차를 요구한다.
HVF의 또 다른 장점은, 공구의 운동 에너지는 상기 공구의 질량에 선형적으로 비례하지만, 상기 공구의 속도의 제곱에 비례하므로, 종래의 금속 성형과 비교하여 HVF에서 상당히 더 가벼운 공구들을 사용할 수 있다는 점이다.
HVF에서는 타격(stroke)에 의해 공구에 높은 운동 에너지를 전달하기 위하여, 플런저(plunger)가 첫 번째 챔버에서 유압에 의해 시작 포지션으로부터 구동되도록 하며, 이는 작업 재료 (work material), 예를 들어, 공작물을 차례로 처리하는 것으로 알려져 있다. 상기 플런저로부터의 타격에서 상기 공구의 과도한 변형을 방지하기 위해, 상기 공구는 상대적으로 높은 강성을 가져야 하며, 이에 따라 상대적으로 높은 질량을 가져야 한다. 결과적으로, 상기 플런저를 구동하기 위한 시스템은 높은 용량을 나타낼 필요가 있다. 또한, 높은 운동 에너지로 인해, 상기 플런저는 상기 공구를 한 번 이상 타격할 수 있다. 이는 공구에 의한 타격시 변형으로 인하여 작업 재료(work material)가 반동하면, 결과적으로, 상기 작업 재료가 차례로 상기 공구를 타격하고, 이에 따라 상기 공구를 상기 플런저 쪽으로 밀고 다시 상기 플런저와 접촉하는 경우에 발생할 수 있다. 이는 바람직하지 않은 이벤트이다. 상기 플런저는 상기 공구를 한번만 타격해야 하며, 그렇지 않으면 상기 공작물의 성형으로 인해 생산에 있어서 약화 및 불균일, 또는 생산 실패와 같은 최종 제품의 손상된 특성을 야기할 수 있다.
또한, HVF에서는 상기 플런저와 상기 이동 가능한 공구 사이에 임팩트 헤드(impact head)를 제공하는 것으로 알려져 있다.
HVF에서 작업 재료에 제공되는 에너지의 제어를 개선하려는 요구도 있다. 개선된 에너지 제어는 작업 재료의 공정 특성을 향상시킬 수 있다. 이렇게 함으로써 성형 부품의 전반적인 품질을 향상시킬 수 있다. 이렇게 함으로써 HVF의 활용가능성을, 예를 들어, 현재 HVF 공정에 의해 달성하는 것보다 훨씬 작은 허용 오차를 가진 작업에 확장시킬 수 있다. 고속 재료 성형을 위한 장치의 수명을 늘리려는 요구도 있다. 또 다른 요구는 제품의 각 성형에 대해 상기 플런저가 공구, 또는 상기 공구 및 상기 구동 유닛 사이에 제공되는 임팩트 헤드를 한 번 이상 때리거나 타격하는 위험을 제거하는 것이다.
EP3122491B1는 HVF 장치에서 아래 방향으로 이동하는 플런저의 반동을 방지하는 방법을 기재하고 있다. 상기 플런저용 유압 구동 시스템에서, 타격(stroke)와 관련된 벨브는 시스템 압력 및 상기 플런저 사이의 구동 커넥션을 막는다. 또한, 상기 공구가 상기 공작물에 닿을 위험을 감소시키기 위해, 상기 공구의 위쪽 방향으로 스프링 력(spring force)을 제공하는 댐핑 (damping)/탄력성(resilient) 요소를 상기 공구 및 공구 하우징의 사이에 배치한다.
그럼에도 불구하고, 하기 언급된 목적에 따라 고속 성형을 더욱 개선하고자 하는 요구가 있다.
본원의 목적은 재료 성형, 바람직하게는 고속 성형에서 작업 재료에 제공되는 에너지의 제어를 개선하는 것이다. 본원의 다른 목적은 재료 성형, 바람직하게는 고속 성형을 위한 장치에 포함되는 부품들의 수명을 증가시키는 것이다. 또 다른 목적은 현재의 재료 성형, 및 바람직하게는 고속 성형에서 달성되는 것보다 향상된 품질 및 작은 허용오차의 작업 재료를 제공할 수 있는 것이다. 또 다른 목적은 플런저와 같은 상기 구동 유닛이 각각의 제품의 성형에서 상기 공구를 한 번 이상 치는/타격하는 것을 방지하는 것이다.
상기 목적들은 청구항 제 1 항에 따른 방법에 의해 달성된다. 이 방법은 아래 15페이지부터 설명된다. 본 발명의 다른 측면은 이동 가능한 임팩트 헤드 및 공구 조합 및 구동 유닛에 의한, 재료 성형 방법을 제공하고, 상기 방법은 상기 구동 유닛을 이동하여 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합에 운동 에너지를 제공하고, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합이 작업 재료를 타격함으로써, 상기 작업 재료를 성형하는 것을 포함하며, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합에 의한 상기 작업 재료의 타격 후에, 상기 작업 재료로부터 멀어지는, 상기 이동 가능한 임팩트 헤드 및 공구 조합의 복귀 이동(return movement)이 감쇠되는(dampened) 것이다.
바람직하게는, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 상기 감쇠는 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합 복귀 이동의 운동 에너지의 적어도 일부를 소멸시키는 것과 관련된다. 바람직하게는, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 상기 감쇠는 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합 복귀 이동의 운동 에너지의 적어도 일부를 열로 변화시키는 것과 관련된다. 상기 감쇠는 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 속도에 비례할 수 있다.
그로 인하여, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합은 상기 구동 유닛에 접근함에 따라 감쇠될 수 있다. 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합이 감쇠하므로, 반동의 위험은 감소되거나 방지된다. 이는 상기 최종 제품의 특성을 향상시켜, 약화 및 불균일의 문제를 방지할 뿐만 아니라 생산에 있어서의 실패 위험을 감소시킨다. 또한, 상기 작업재료의 타격 후에, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합이, 상기 구동 유닛 또는 공구 홀더 등 상기 방법을 수행하기 위한 장치의 다른 부품과 충돌할 위험이 감소된다. 이는 재료 성형, 바람직하게는 고속 성형을 위한 상기 장치에 포함되는 부품들의 수명을 향상시킨다. 그러나, 상기 방법은 다른 유형의 재료 성형에도 사용될 수 있다.
상기 구동 유닛을 이동시키는 것은 상기 구동 유닛을 가속시키는 것을 포함할 수 있다. 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합에 운동 에너지를 제공하는 것은 다른 방식들로 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 구동 유닛은 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합을 타격할 수 있다. 그로 인하여, 상기 구동 유닛이 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합에 접근하는 동안, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합은 상기 타격 전에 정지 상태에 있을 수 있다. 대안적으로, 상기 공구는, 상기 구동 유닛의 가속의 적어도 주요 부분, 예를 들어, 모든 가속 동안 상기 구동 유닛과 접촉할 수 있다. 상기 공구는 상기 공구가 상기 작업 재료를 타격하기 전에 상기 구동 유닛으로부터 분리될 수 있다. 상기 분리를 위해, 상기 구동 유닛은 감속될 수 있다.
일부 구현예들에 있어서, 상기 구동 유닛을 이동시키는 것은 상기 구동 유닛을 가속시키는 것을 포함하며, 상기 구동 유닛은 유압 시스템에 의해 구동되도록 배치되는 플런저이다. 상기 플런저는 실린더 하우징에 이동 가능하게 배치될 수 있다. 상기 실린더 하우징은 프레임에 장착될 수 있다. 대안적인 구현예들에 있어서, 상기 구동 유닛은 일부 대안적인 방식, 예를 들어, 폭발물, 전자기학적, 또는 기체 역학적으로 구동되도록 배치될 수 있다.
상기 공구의 에너지는 상기 공구의 속도 및/또는 질량을 조정함으로써 조정될 수 있다. 제 2 공구가 상기 작업 재료의 반대쪽에 존재할 수 있음은 이해된다. 상기 작업 재료는, 예를 들어, 금속과 같은 시트 형태의 고체 재료 조각과 같은 공작물일 수 있다. 상기 작업 재료는, 대안적으로, 다른 형태, 예를 들어, 분말 형태의 재료일 수 있다.
바람직하게는, 상기 이동 가능한 임팩트 헤드 및 공구 조합은 감쇠되어 복귀 이동에서 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 반동(bouncing)을 방지한다. 그로 인하여, 상기 방법을 수행하기 위한 장치의 부품들의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 상기 작업 재료의 타격 후에, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 상기 구동 유닛과의 접촉이 방지될 수 있다.
바람직하게는, 상기 방법은 프레임을 제공하는 것을 포함한다. 상기 구동 유닛은 상기 프레임에 장착될 수 있다. 감쇠 장치(dampening arrangement)는 상기 프레임에 장착될 수 있으며, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합은 상기 감쇠 장치에 의하여 감쇠될 수 있다. 상기 방법은 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합을 공구 하우징에 제공하는 것을 포함할 수 있다. 상기 공구 하우징은 상기 프레임의 일부를 형성할 수 있다. 상기 방법은 상기 공구 하우징에 장착되는 감쇠 장치를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합은 상기 감쇠 장치에 의하여 감쇠될 수 있다. 일부 구현예들에 있어서, 상기 감쇠 장치는 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합에 장착될 수 있다.
바람직하게는, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 복귀 이동은 상기 감쇠 장치에 의하여 감쇠된다. 바람직하게는, 상기 감쇠 장치는 상기 복귀 이동 동안 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 운동 에너지의 적어도 일부의 소멸에 의해 상기 복귀 이동을 감쇠하도록 배치된다. 바람직하게, 상기 감쇠 장치는 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 운동 에너지의 적어도 일부를 열로 변화시킴으로써 상기 복귀 이동을 감쇠하도록 배치된다.
바람직하게는, 상기 공구 하우징은 상기 프레임의 일부를 형성하고, 상기 감쇠 장치는 상기 공구 하우징 및 상기 작업 재료로부터 반대쪽을 향하는 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 표면 사이에 배치된 제 1 감쇠 요소를 포함한다. 그로 인하여 상기 제 1 감쇠 요소는 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 복귀 이동을 감쇠시킬 수 있다. 상기 제 1 감쇠 요소는 상기 프레임에 장착될 수 있다. 상기 제 1 감쇠 요소는 상기 공구 하우징에 장착될 수 있다. 대안적으로, 상기 제 1 감쇠 요소는 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합에 장착될 수 있다.
상기 제 1 감쇠 요소는, 바람직하게는, 상기 프레임의 숄더, 예를 들어, 이의 상기 공구 하우징, 및 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 최하부(foot portion)에서 상기 작업 재료로부터 반대쪽을 향하는 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 표면 사이에 배치되고, 최하부는 상기 작업 재료가 타격될 때 상기 작업 재료를 접촉하는 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 표면의 외측에서 상기 작업 재료의 상기 타격 방향에 대해 측면 방향으로 제공된다.
적합하게는, 상기 감쇠 장치는 제 2 감쇠 요소를 포함한다. 상기 제 2 감쇠 요소는 상기 프레임 및 상기 작업 재료에 대면하는 방향의 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 표면 사이에 배치될 수 있다. 상기 제 2 감쇠 요소는 상기 공구 하우징 및 상기 작업 재료에 대면하는 방향의 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 표면 사이에 배치될 수 있다. 상기 제 2 감쇠 요소는 상기 프레임에 장착될 수 있다. 상기 제 2 감쇠 요소는 상기 공구 하우징에 장착될 수 있다. 대안적으로, 상기 제 2 감쇠 요소는 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합에 장착될 수 있다.
상기 제 2 감쇠 요소는 스프링의 역할을 할 수 있다. 상기 제 2 감쇠 요소는, 상기 작업 재료가 타격되기 전에, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 상기 작업 재료를 향한 이동 동안 탄성 에너지를 축적하도록 배치될 수 있다. 상기 타격 후에, 상기 탄성 에너지는 방출되어 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합을 상기 작업 재료로부터 멀리 밀어낼 수 있다. 그로 인하여, 상기 제 1 감쇠 요소는 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 결과적인 복귀 이동을 감쇠시키는 역할을 할 수 있다. 상기 제 2 감쇠 요소는, 상기 작업 재료를 향한 이동 동안 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 운동 에너지의 일부를 소멸시킴으로써, 상기 작업 재료를 향한 이동을 감쇠시키도록 배치될 수 있음에 유의해야 한다.
일부 구현예들에 있어서, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합은 상기 감쇠 요소들의 사이에 구속(restrained)될 수 있다. 그로 인하여, 상기 탄성 요소들은 탄성 에너지를 축적하도록 배치되어 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합에 작용하는 반작용 스프링력을 생성할 수 있다. 그로 인하여, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합은 상기 제 1 및 제 2 감쇠 요소들의 사이에서 압착될 수 있다. 그로 인하여, 상기 공구 하우징 및 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 사이의 임의의 움직임은 감소되거나 제거될 수 있다. 그로 인하여, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 이동은 제어되어 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 임의의 바람직하지 않은 이동, 예를 들어, 상기 구동 유닛 또는 상기 작업 재료와의 제 2 충돌을 유발하는 이동, 측면 움직임, 또는 회전 움직임을 감소시키거나 제거할 수 있다. 바람직하게는, 상기 작업 재료를 타격하는 전 공정에서, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합, 및 상기 프레임 사이에서 접촉은 상기 감쇠 요소들을 통하여 유지된다. 상기 공정은 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 정지 상태로부터, 상기 작업 재료의 상기 타격을 통하여, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합이 다시 정지되는 때까지 시간을 연장하는 것으로 간주될 수 있다.
또한, 상기 제 1 감쇠 요소의 강도(hardness)는 바람직하게는 상기 제 2 감쇠 요소의 강도보다 낮을 수 있다. 그로 인하여, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합은 상기 제 1 및 제 2 감쇠 요소의 사이에 구속될 때, 상기 제 1 요소는 상기 제 2 요소보다 더 압축될 수 있다. 그로 인하여, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합이 정지되어 있을 때, 상기 임팩트 헤드 및 공구 및 상기 작업 재료 사이가 접촉하지 않는 것을 확보할 수 있다. 바람직하게는, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합이 정지되어 있을 때, 상기 제 1 감쇠 요소의 압축은, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 정지 위치로부터 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합이 상기 작업 재료를 타격하는 위치까지의 거리보다 크다. 그로 인하여, 전체 타격 공정 동안, 상기 제 1 및 제 2 감쇠는 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합, 및 상기 프레임과 접촉 상태로 유지되는 것을 확보할 수 있다. 예를 들어, 상기 정지 위치로부터 상기 타격 위치까지의 이동이 특정 거리(예를 들어, 2mm)인 경우, 상기 정지 위치에서의 상기 제 1 감쇠 요소의 압축은 상기 특정 거리보다 크다 (예를 들어, 2 mm 보다 큼).
일부 구현예들에 있어서, 상기 구동 유닛은 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합을 타격함으로써, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합에 운동 에너지를 제공한다. 바람직하게는, 상기 구동 유닛은, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 충격에 따라, 상기 작업 재료로부터 멀어지게 이동한다. 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 충격에 따른, 상기 구동 유닛의 이동은 상기 구동 유닛의 질량, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 질량, 및 상기 임팩트 헤드의 충격시 상기 구동 유닛에 작용하는 구동력의 적절한 선택에 의해 확보될 수 있다. 이는 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 복귀 이동 동안 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합이 상기 구동 유닛에 접촉하는 것을 방지하기 위해 제공된다.
상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 이동 제어는, 일부 구현예들에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 감쇠 요소들 사이에 구속되어 있는 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합에 의해서만 제공될 수 있다. 이는 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합이 상기 프레임과의 관계에서 상대적으로 짧은 거리를 이동하는 경우 충분할 수 있다.
그러나, 일부 구현예들에 있어서, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합은 상대적으로 먼 거리를 이동할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 상기 방법은 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합을 위한 가이드 배치(guiding arrangement)를 제공하는 것을 포함한다. 예를 들어, 상기 가이드 배치는 복수의 핀을 포함할 수 있으며, 이는 상기 공구 또는 상기 프레임에 고정될 수 있다. 그러나, 대안이 가능하다. 예를 들어, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합, 또는 상기 공구의 경로를 둘러싸는 프레임은, 상기 프레임에 장착된 상기 감쇠 장치를 향하여, 그리고 그와 결합되도록 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합을 가이드하도록 배치될 수 있다. 이에 의해, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합에 고정되는 하나 이상의 가이드 장치는, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 복귀 이동에서, 상기 공구가 상기 프레임에 장착된 상기 감쇠 장치를 향하여, 그리고 그와 결합되도록 상기 프레임을 따라 이동하는 동안, 상기 프레임과 결합되도록 배치될 수 있다. 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 가이드는 상기 작업 재료에 상기 공구를 정확하게 위치되도록 할 수 있다.
일부 구현예들에 있어서, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합은 상기 작업 재료를 타격하는 공구, 및 상기 이동하는 구동 유닛으로부터 타격을 받는 임팩트 헤드를 포함한다. 이에 의해, 상기 방법은 상기 공구 및 상기 임팩트 헤드를 상기 공구 및 상기 임팩트 헤드의 둘레 가장자리(perimeter edges)에 인접하게 제공되는 부착 수단에 의해 서로 고정하는 것, 예를 들어, 상기 공구 및 상기 임팩트 헤드가 하나 이상의 볼트를 포함하는 볼트 체결로 함께 당겨지는 것을 포함할 수 있다. 또한, 상기 공구 및 상기 임팩트 헤드의 상기 부착 수단은 상기 숄더에 의해 형성되는 상기 프레임의 리세스, 예를 들어, 이의 상기 공구 하우징 내에 위치할 수 있다. 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합은 고체 유닛으로 연결될 수 있으며, 상기 공구 및 상기 임팩트 헤드는 서로 간에 임의의 상대적인 이동 없이 서로 고정된다. 또한, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 상기 프레임의 리세스, 예를 들어, 이의 상기 공구 하우징 내에서의 상기 이동은 제한되고, 제어될 수 있다. 이에 의해, 구체적으로 유리한 구현예들이 제공될 수 있다. 상기 공구의 워딩(wording) 표면을 둘러싸는, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 둘레 영역(perimeter region)은 상기 임팩트 헤드 및 상기 공구를 연결하고, 그리고 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 이동을 상기 제 1 및 제 2 감쇠 요소들 사이에 한정함으로써 제어하는 이중 기능을 제공할 수 있다. 하기에 예시된 바와 같이, 이러한 둘레 영역은 상기 임팩트 헤드 및 상기 공구의 각각의 칼라(collar)들에 의해 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 이동 가능한 임팩트 헤드 및 공구 조합 및 구동 유닛에 의한 재료 성형용 장치 또한 제공하며, 상기 장치는 상기 구동 유닛을 이동하여 상기 이동 가능한 임팩트 헤드 및 공구 조합에 운동 에너지를 제공하고, 상기 이동가능한 임팩트 헤드 및 공구 조합이 작업 재료를 타격함으로써 상기 작업 재료를 성형하도록 배치되며, 상기 장치는, 상기 이동 가능한 임팩트 헤드 및 공구 조합에 의한 상기 작업 재료의 타격 후에, 상기 작업 재료로부터 멀어지는 상기 이동 가능한 임팩트 헤드 및 공구 조합의 복귀 이동이 감쇠되도록 배치된 것이다. 상기 장치는 상기 이동 가능한 임팩트 헤드 및 공구 조합이 감쇠되도록 배치되어, 상기 장치는 이의 복귀 이동에 있어서, 상기 이동 가능한 임팩트 헤드 및 공구 조합의 반동을 방지하도록 배치될 수 있다. 이러한 장치의 이점은 본 발명의 다른 측면의 방법의 구현예들의 상기 설명으로부터 이해된다.
일부 구현예들에 있어서, 상기 구동 유닛은 프레임에 장착되어 배치되며, 감쇠 장치는 상기 프레임에 장착되고, 여기서 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합은 상기 감쇠 장치에 의하여 감쇠되도록 배치된다. 공구 하우징은 상기 프레임의 일부를 형성할 수 있다. 상기 감쇠 장치는 상기 프레임, 예를 들어, 이의 상기 공구 하우징, 및 상기 작업 재료로부터 반대쪽으로 향하는 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 표면 사이에 배치되는 제 1 감쇠 요소를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 프레임, 예를 들어, 이의 상기 공구 하우징은 숄더를 포함하며, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합은, 상기 작업 재료가 타격될 때, 상기 작업 재료와 접촉하도록 배치되는 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 표면의 외측에서, 상기 작업 재료의 타격 방향에 대해 측면 방향으로 제공되는 최하부를 포함하며, 상기 공구 하우징의 상기 숄더는 상기 작업 재료로부터 반대쪽으로 향하는 상기 최하부의 표면을 넘어 연장되도록 배치된다. 바람직하게는, 상기 감쇠 장치는 상기 프레임, 예를 들어, 이의 상기 공구 하우징 및 상기 작업 재료와 대면하도록 향하는 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 표면 사이에 배치되는 제 2 감쇠요소를 포함한다. 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합은 상기 감쇠 요소들 사이에 구속된 결합으로 배치될 수 있다. 바람직하게는, 상기 제 1 감쇠 요소는 상기 제 2 감쇠 요소보다 낮은 강도로서 제공된다.
일부 구현예들에 있어서, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합은 상기 작업 재료를 타격하는 공구, 및 상기 이동하는 구동 유닛으로부터 타격을 받는 임팩트 헤드 를 포함하며, 상기 공구 및 상기 임팩트 헤드는 상기 공구 및 상기 임팩트 헤드 의 둘레 가장자리에 인접하게 제공되는 부착 수단, 예를 들어, 볼트 체결에 의해 서로 고정될 수 있다. 바람직하게는, 상기 공구 및 상기 임팩트 헤드의 상기 부착 수단은 상기 숄더에 의해 형성되는 상기 프레임의 리세스, 예를 들어, 이의 상기 공구 하우징 내에 위치하는 것이다.
상기 목적들은 청구항 제1항에 따른 방법에 의해 달성된다. 따라서, 상기 목적들은 이동 가능한 공구 및 구동 유닛에 의한 재료 성형 방법에 의해 달성될 수 있으며, 상기 방법은 상기 구동 유닛을 이동하여 상기 공구에 운동 에너지를 제공하고, 상기 공구가 작업 재료를 타격함으로써, 상기 작업 재료를 성형하는 것을 포함하며, 상기 방법은 상기 구동 유닛 및 상기 이동 가능한 공구 사이에 임팩트 헤드를 제공하고, 상기 임팩트 헤드를 타격하는 상기 구동 유닛에 의해 상기 공구에 운동 에너지를 제공하는 것을 포함하며, 상기 임팩트 헤드는 임팩트 단부부터 베이스 영역까지 상기 타격의 방향으로 연장되며, 여기서, 상기 베이스 영역은 상기 임팩트 단부보다 상기 공구에 더 가까운 것이고, 상기 임팩트 단부가 상기 타격의 방향에 대해 측면 방향으로 상기 베이스 영역보다 더 작은 연장을 갖도록 상기 임팩트 헤드를 배치하는 것이다.
그로 인하여, 상기 임팩트 단부로부터 상기 베이스 영역까지 증가된 측면 연장이 제공될 수 있다. 그로 인하여, 상기 구동 유닛으로부터 상기 임팩트 헤드의 임팩트 단부로의 타격으로부터의 에너지는 직접적인 방식으로 외부로 분배(distribute)될 수 있다. 그로 인하여, 상기 운동 에너지는 상기 작업 재료와 접촉하도록 의도된 상기 공구의 작업 표면상에 직접적인 방법으로 분배될 수 있다. 상기 에너지가 중앙에 더 분배된 다음 외부로 분배되는 해결책과 비교하여, 이것이 유리하다. 이는 상기 공구의 일부분에 약간의 지연을 갖고 분배되는 운동 에너지로 인하여, 상기 공구의 임의의 변형을 감소시킬 것이다. 따라서, 상기 임팩트 헤드의 모든 부분에 대한 운동 에너지의 동시 전달이 달성될 수 있다. 이는 상기 최종 제품의 특성을 개선하여 약화 및 불균일의 문제들을 방지할 뿐만 아니라 생산에 있어서 실패의 위험을 감소시킨다. 또한, 상기 공구의 변형을 감소시킴으로써 약화를 감소시켜, 재료 성형용 장치에 포함된 상기 부품들의 수명을 향상시킨다.
상기 임팩트 단부는, 예를 들어, 상기 구동 유닛에서 상기 임팩트 헤드로 충격을 가할 때, 상기 구동 유닛과 접촉하도록 배치될 수 있음에 유의해야 한다. 상기 베이스 영역은 상기 임팩트 헤드와 상기 공구의 인터페이스로부터 거리를 둘 수 있다. 그로 인하여, 상기 베이스 영역은 상기 임팩트 단부 및 상기 인터페이스의 사이에 위치할 수 있다. 그러나, 일부 구현예들에 있어서, 상기 베이스 영역은 상기 인터페이스에 있을 수 있다. 상기 임팩트 단부로부터 상기 베이스 영역으로 연장되는 상기 임팩트 헤드의 일부는 상기 임팩트 헤드의 제 1 부분으로도 지칭된다.
본원의 많은 실시예들은 고속 성형에 관한 것이나, 상기 방법은 다른 유형의 재료 성형에도 사용될 수 있다.
바람직하게는, 상기 방법은 프레임에 장착된 상기 구동 유닛 및 상기 프레임, 예를 들어, 상기 프레임의 공구 하우징에 대해 이동 가능한 상기 임팩트 헤드 및 상기 공구를 제공하는 것을 포함한다. 바람직하게는, 상기 임팩트 헤드의 베이스 영역의 둘레 가장자리는, 상기 타격 방향에서, 상기 타격에서 상기 작업 재료와 접촉하는 상기 공구의 작업 표면의 둘레 가장자리의 바깥쪽에 있고/있거나 실질적으로 이와 일치한다. 적합하게는, 상기 임팩트 헤드는 상기 공구로부터 멀어지는 방향으로 좁아져서, 상기 임팩트 헤드가 상기 구동 유닛의 상기 임팩트 헤드에 대한 타격에 의해 상기 공구의 둘레 가장자리를 향하여 운동 에너지를 전달한다. 또한, 상기 방법은 바람직하게는 상기 작업 재료로부터 멀어지는 방향으로 상기 임팩트 헤드가 가늘어지는 것을 포함한다. 그로 인하여, 상기 임팩트 헤드가 상기 임팩트 단부로부터 상기 베이스 영역으로 상기 공구에 고르게 운동 에너지를 분산시킬 수 있다.
일부 구현예들에 있어서, 상기 임팩트 단부는 상기 구동 유닛을 위한 원형의 임팩트 표면을 제공할 수 있다. 그로 인하여, 상기 임팩트 표면은 상기 구동 유닛의 원통형 피스톤으로부터 타격을 받도록 조정될 수 있다. 상기 임팩트 표면의 직경은 실질적으로 상기 피스톤의 직경과 동일할 수 있다. 그로 인하여, 상기 임팩트 헤드로의 운동에너지의 균일한 전달이 달성될 수 있다. 상기 베이스 영역은 임의의 적합한 모양을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 베이스 영역은 상기 작업 재료의 타격 방향을 가로지르는 평면에서 직사각형 또는 원형일 수 있다. 따라서, 일부 구현예들에 있어서, 상기 임팩트 헤드는 상기 임팩트 단부로부터 상기 베이스 영역까지 단면 형상의 점진적인 변화, 예를 들어, 원형 형상으로부터 직사각형 형상으로의 변화를 나타낼 수 있다.
또한, 상기 방법은 바람직하게는 상기 임팩트 헤드 및 상기 공구 사이의 인터페이스에 각각의 칼라를 갖는 상기 임팩트 헤드 및 상기 공구를 제공하는 것을 포함하며, 상기 공구의 상기 칼라는, 상기 타격의 방향에서 볼 때, 상기 타격에서 상기 작업 재료와 접촉하는 상기 공구의 작업 표면을 둘러싸는 것이고, 상기 임팩트 헤드의 제 1 부분은 상기 임팩트 헤드의 상기 칼라로부터 상기 임팩트 헤드의 상기 임팩트 단부까지 연장되며, 상기 제 1 부분은, 상기 칼라에서 둘레 가장자리를 나타내며, 상기 타격의 방향에서 볼 때, 실질적으로 상기 작업 표면과 일치하는 것이다. 바람직하게는, 상기 방법은 상기 제 1 부분이 상기 타격의 방향에 대해 측면 방향으로 상기 임팩트 헤드 칼라 보다 상기 임팩트 단부에서 더 작은 연장을 갖도록 상기 제 1 부분을 배치하는 것을 포함한다. 상기 칼라에서, 상기 작업 표면과 일치하는 상기 둘레 가장자리는 상기 작업 표면의 전체에 직접적이고 고르게 운동 에너지가 분배되도록 한다. 이는 상기 작업 표면의 변형을 감소시킨다. 이는 상기 공정의 결과의 품질을 향상시킨다.
바람직하게는, 상기 방법은 상기 칼라들을 프레임의 리세스, 예를 들어, 이의 공구 하우징에 배치하는 것을 포함한다. 상기 프레임, 예를 들어, 이의 상기 공구 하우징은 상기 임팩트 헤드 및 상기 공구를 고정하도록 배치될 수 있다. 상기 프레임, 예를 들어, 이의 상기 공구 하우징은 상기 작업 재료의 타격에서 상기 임팩트 헤드 및 상기 공구를 가이드하도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 방법은, 제 1 감쇠 요소를, 상기 작업 재료의 반대쪽을 향하는 상기 임팩트 헤드 칼라의 표면, 및 프레임의 숄더, 예를 들어, 이의 공구 하우징 사이에 배치하는 것을 포함할 수 있다. 적합하게는, 상기 방법은, 제 2 감쇠 요소를, 상기 임팩트 헤드로부터 반대쪽을 향하는 상기 공구 칼라의 표면, 및 프레임의 숄더, 예를 들어, 이의 공구 하우징 사이에 배치하는 것을 포함한다. 상기 칼라들은 상기 감쇠 요소들 사이에 구속될 수 있다. 그로 인하여, 상기 칼라들은 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 제어된 이동을 제공하고, 상기 임팩트 헤드 및 상기 공구를 예를 들어, 볼트 체결로 연결하는 것을 제공하는 이중 목적을 충족시킬 수 있다.
상기 목적들은 청구항 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 장치에 의하여 달성될 수 있다. 따라서, 본원은 공구 및 구동 유닛에 의한, 재료 성형용 장치로서, 상기 장치는 상기 구동 유닛을 이동하여 상기 공구에 운동 에너지를 제공하고, 상기 공구가 작업 재료를 타격함으로써, 상기 작업 재료를 성형하도록 배치되며, 상기 장치에는 상기 구동 유닛 및 상기 이동 가능한 공구 사이에 임팩트 헤드가 제공되며, 및 상기 장치는 상기 임팩트 헤드를 타격하는 상기 구동 유닛에 의해 상기 공구에 운동 에너지를 제공하도록 배치되며, 상기 임팩트 헤드는 임팩트 단부로부터 베이스 영역까지 상기 타격의 방향으로 연장되며, 여기서 상기 베이스 영역은 상기 임팩트 단부보다 상기 공구에 더 가까운 것이고, 상기 임팩트 헤드는, 상기 임팩트 단부가 상기 타격의 방향에 대해 측면 방향으로 상기 베이스 영역보다 더 작은 연장을 갖도록 배치된다. 이러한 장치의 장점은 청구항 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 상기 방법의 구현예들의 상기 설명에 의하여 이해된다.
일부 구현예들에 있어서, 상기 임팩트 헤드 및 상기 공구는 프레임과의 관계에서 이동 가능하도록 배치된다. 상기 프레임은 공구 하우징을 포함할 수 있다. 상기 프레임, 예를 들어, 이의 상기 공구 하우징은 상기 임팩트 헤드 및 상기 공구를 고정하도록 배치될 수 있다. 상기 프레임, 예를 들어, 이의 상기 공구 하우징은 상기 작업 재료의 타격에서 상기 임팩트 헤드 및 상기 공구를 가이드하도록 배치될 수 있다. 일부 구현예들에 있어서, 상기 구동 유닛은 프레임에 장착되고, 상기 임팩트 헤드 및 상기 공구는 상기 프레임의 공구 하우징과의 관계에서 이동 가능하도록 배치된다. 바람직하게는, 상기 장치는 상기 임팩트 헤드의 상기 베이스 영역의 둘레 가장자리가, 상기 타격 방향에서, 상기 타격에서 상기 작업 재료와 접촉하도록 배치되는 상기 공구의 작업 표면의 둘레 가장자리의 바깥쪽에 있고/있거나 실질적으로 이와 일치하도록 배치되는 것이다. 적합하게는, 상기 임팩트 헤드는 상기 공구로부터 멀어지는 방향으로 좁아지고, 상기 장치는, 상기 임팩트 헤드가 상기 임팩트 헤드에 대한 상기 구동 유닛의 타격에 의해 상기 공구의 둘레 가장자리를 향하여 운동 에너지를 전달하도록 배치되는 것이다. 바람직하게는, 상기 임팩트 헤드는 상기 공구로부터 멀어지는 방향으로 가늘어지고, 상기 장치는, 상기 임팩트 헤드가 상기 임팩트 단부로부터 상기 베이스 영역까지 상기 공구 위로 운동 에너지를 분산시키도록 배치되는 것이다. 바람직하게는, 상기 임팩트 헤드 및 상기 공구는 상기 임팩트 헤드 및 상기 공구 사이의 인터페이스에 각각의 칼라를 포함하며, 상기 공구의 칼라는, 상기 타격의 방향에서 볼 때, 상기 타격에서 상기 작업 재료와 접촉하도록 배치되는 상기 공구의 작업 표면을 둘러싸는 것이고, 상기 임팩트 헤드의 제 1 부분은 상기 임팩트 헤드의 상기 칼라로부터 상기 임팩트 헤드의 상기 임팩트 단부까지 연장되며, 상기 제 1 부분은, 상기 칼라에서 둘레 가장자리를 나타내며, 상기 타격 방향에서 볼 때, 실질적으로 상기 작업 표면과 일치하는 것이다. 상기 제 1 부분은, 상기 제 1 부분이 상기 타격의 방향에 대해 측면 방향으로 상기 임팩트 헤드 칼라보다 상기 임팩트 단부에서 더 작은 연장을 갖도록 배치될 수 있다. 상기 칼라들은 프레임의 리세스, 예를 들어, 이의 공구 하우징에 배치될 수 있다. 바람직하게는, 제 1 감쇠 요소는, 상기 작업 재료로부터 반대쪽을 향하는 상기 임팩트 헤드 칼라의 표면, 및 프레임의 숄더, 예를 들어, 이의 공구 하우징 사이에 배치될 수 있다. 제 2 감쇠 요소는, 상기 임팩트 헤드로부터 반대쪽을 향하는 상기 공구 칼라의 표면, 및 프레임의 숄더, 예를 들어, 이의 공구 하우징 사이에 배치될 수 있다. 상기 칼라들은 상기 감쇠 요소들의 사이에 구속되도록 배치될 수 있다.
본원의 추가적인 장점 및 유리한 특징들은 하기 설명 및 종속항들에 개시되어 있다.
하기에, 본원의 구현예들은 도면들을 참조하여 설명될 것이다:
도 1은, 본원의 일 구현예에 따른 재료 성형용 장치의 부분적인 단면의 개략도를 나타낸다.
도 2는, 도 1의 상기 장치의 일부의 개략적인 단면 사시도를 나타낸다.
도 3은, 더 자세한 도 2의 일부를 나타낸다.
도 4는, 본원의 일 구현예에 따른 상기 방법의 단계들을 도시하는 흐름도이다; 및
도 5는, 본원의 또 다른 구현예에 따른 재료 성형용 장치를 나타낸다.
도 1은, 본원의 일 구현예에 따른 재료 성형용 장치의 부분적인 단면의 개략도를 나타낸다.
도 2는, 도 1의 상기 장치의 일부의 개략적인 단면 사시도를 나타낸다.
도 3은, 더 자세한 도 2의 일부를 나타낸다.
도 4는, 본원의 일 구현예에 따른 상기 방법의 단계들을 도시하는 흐름도이다; 및
도 5는, 본원의 또 다른 구현예에 따른 재료 성형용 장치를 나타낸다.
도 1은, 본원의 일 구현예에 따른 재료 성형용 장치를 나타낸다. 본원의 구현예들에 따르면, 상기 장치는 이동 가능한 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)을 고정한 공구 하우징을 포함한다. 상기 공구 하우징은 프레임(30)의 일부를 형성할 수 있다. 상기 장치는, 도 1에 나타난 바와 같이, 플런저(2)의 형태로 구동 유닛을 추가 포함한다. 도 1에 나타낸 구현예에서, 구동 어셈블리는 실린더 하우징(1)을 포함한다. 또한, 상기 구동 어셈블리는 상기 플런저(2)를 포함하며, 이는 상기 실린더 하우징(1)에 배치된다. 상기 실린더 하우징(1)은 상기 프레임(30)에 장착될 수 있다.
모루(anvil, 106)는 상기 프레임에 고정된다. 고정된 공구(5)는 상기 모루(106)에 장착된다. 상기 고정된 공구(5)는 상기 모루(106)의 위쪽에 장착된다. 도 2를 참조하여 하기에 상세히 설명된, 이동 가능한 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)은 상기 고정된 공구(5) 위에 위치한다. 상기 공구들(4, 5)은 서로 마주 보는 상보적인 표면들을 제공한다. 작업 재료(W)는 상기 고정된 공구(5)에 제거 가능하도록 장착된다. 상기 작업 재료(W)는 임의의 적합한 방법, 예를 들어, 클램핑 또는 진공으로 상기 고정된 공구(5)에 장착될 수 있다. 상기 작업 재료(W)는, 예를 들어, 판금 조각과 같은 다양한 유형일 수 있다. 일부 구현예들에 있어서, 여기서 고정된 공구로서 지칭되는 것은 또한 이동 가능한 것임에 유의해야 한다.
상기 플런저(2)는, 하기 상세히 설명된 바와 같이, 상기 고정된 공구(5)를 향하게, 그리고 그로부터 멀어지게 이동하도록 배치된다. 상기 플런저(2)는 유압 시스템(6)에 의해 구동하도록 배치되는 것이다. 상기 유압 시스템 압력에 의해 구동되는, 상기 플런저(2)와 관련하여, 여기에 참조로서 포함된, EP 3122491 B1의 개시 내용이 참조된다.
상기 장치는, 상기 플런저(2)를 이동시켜 상기 이동 가능한 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)에 운동 에너지를 제공하고, 상기 이동 가능한 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)이 작업 재료를 타격함으로써, 상기 작업 재료(W)를 성형하도록 배치되는 것이다.
상기 플런저(2)를 이동하거나 또는 가속하여 상기 이동 가능한 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)을 타격함으로써 상기 이동 가능한 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)에 운동 에너지를 제공하기 전에, 상기 이동 가능한 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)은 상기 작업 재료(W)로부터 임의의 적합한 거리에 위치될 수 있다. 예를 들어, 상기 거리는 1 mm 내지 10 mm, 예를 들어, 1.5 mm 내지 5 mm, 또는 2 mm 내지 3 mm일 수 있다.
상기 장치는, 상기 이동 가능한 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)에 의한 상기 작업 재료(W)의 타격 후에, 상기 작업 재료(W)로부터 멀어지는, 상기 이동 가능한 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)의 복귀 이동이 감쇠되도록 배치된다. 상기 장치가 상기 이동 가능한 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)이 감쇠되도록 배치되는 경우, 상기 장치는 상기 이동 가능한 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)의 복귀 이동의 반동(bouncing)이 방지되도록 배치될 수 있다.
도 2는 도 1의 상기 장치의 상기 이동 가능한 임팩트 헤드 및 공구 조합(4) 및 주변 부품들을 개략적으로 나타낸다. 상기 프레임(30)은 공구 하우징(34)을 포함할 수 있다. 상기 고정된 공구(5)는 공구 지지부(51)에 제공된다.
도 2에서는, 설명하기 위하여, 상기 공구 하우징(34)이 상기 공구 지지부(51)로부터 분리된 것으로서 나타낸다. 그러나, 상기 장치가 사용될 때, 상기 공구 하우징(34)은 상기 공구 지지부(51)에 접촉할 것이다. 따라서, 도 2는 상기 고정된 공구(5)로부터 떨어져 있는 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)을 도시한다. 따라서, 도 2에서, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)은 상기 작업 재료(W)로부터 상당한 거리에 위치되는 것으로 도시된다. 그러나, 상기 작업 재료를 타격하기 위하여, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)은, 본 실시예에 있어서, 상기 작업 재료(W)를 향하여 훨씬 가깝게 위치된다. 그럼에도 불구하고, 상기 작업 재료를 변경하기 위하여, 상기 공구 하우징(34)은, 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 공구 지지부(51)로부터 분리될 수 있다. 예를 들어, 이러한 분리는 상기 공구 하우징의 이동을 가이드하도록 배치된 가이딩 장치에 의해 지원될 수 있다.
도 3도 참조된다. 감쇠 장치(32)는, 상기 프레임(30), 본 실시예에 있어서, 상기 공구 하우징(34)에 장착될 수 있다. 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)은 상기 감쇠 장치(32)에 의하여 감쇠되도록 배치될 수 있다. 상기 감쇠 장치(32)는, 상기 공구 하우징(34) 및 상기 작업 재료(W)로부터 멀어지는 방향의 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)의 표면(36) 사이에 배치된 제 1 감쇠 요소(32′)를 포함할 수 있다. 상기 공구 하우징(34)은 숄더(38)가 제공될 수 있다. 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)은, 상기 작업 재료가 타격될 때, 상기 작업 재료(W)를 접촉하도록 배치된 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)의 표면(S)의 외측에서, 상기 작업 재료의 타격 방향(D)에 대해 측면 방향으로 제공되는 최하부(40)를 제공할 수 있다. 상기 공구 하우징의 상기 숄더(38)는, 본 실시예에 있어서, 상기 작업 재료(W)로부터 반대쪽을 향하는 상기 최하부(40)의 표면 위로 연장되도록 배치된다.
바람직하게는, 상기 감쇠 장치(32)는, 상기 공구 하우징(34) 및 상기 작업 재료(W)를 대면하는 방향의 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 표면(42) 사이에 배치되는 제 2 감쇠 요소(32″)를 포함한다. 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)은 상기 감쇠 요소들(32′, 32″) 사이에 구속된 결합으로 배치될 수 있다. 바람직하게는, 상기 제 1 감쇠 요소(32′)는 상기 제 2 감쇠 요소(32″)보다 더 낮은 강도로 제공된다.
상기 감쇠 요소들(32′, 32″)은 임의의 적합한 재료, 예를 들어, 폴리우레탄, 또는 고무일 수 있다. 상기 재료는 탄성이 있을 수 있다. 상기 재료는 감쇠 특성을 가질 수 있다. 상기 재료는 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)의 운동 에너지를 소멸시키기에 적합할 수 있다. 대안적으로, 상기 감쇠 요소들(32′, 32″)은 감쇠 스프링들로서 제공될 수 있다. 본 실시예에 있어서, 상기 감쇠 요소들은 연장된 스트립들(32′, 32″)로서 제공된다. 상기 스트립들(32′, 32″)은 직사각형 단면을 가진다. 상기 스트립들은 부분적으로 상기 공구 하우징의 각각의 홈에 끼워질 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 상기 스트립들(32′, 32″)은 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)의 작업 표면(S)의 외부에 측면 방향으로 위치된다. 상기 타격의 방향(D)에서 볼 때, 상기 스트립들(32′, 32″)은 상기 작업 표면(S)을 둘러싼다. 대안적으로, 상기 감쇠 요소들(32′, 32″)의 하나 또는 각각에 복수의 분리된 요소들이 제공될 수 있다.
상기 제 1 감쇠 요소의 재료는 탄성이 있을 수 있다. 상기 재료는 감쇠 특성을 가질 수 있다. 상기 재료는 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)의 운동 에너지를 소멸시키기에 적합할 수 있다. 상기 제 1 감쇠 요소의 치수 및 재료는 바람직하게는 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 운동 에너지의 소멸로 인한 과도한 열 발생을 방지하도록 조정된다.
상기 제 2 감쇠 요소의 재료는 탄성이 있을 수 있다. 상기 재료는 감쇠 특성을 가질 수 있다. 상기 제 2 감쇠 요소의 치수 및 재료는 바람직하게는 상기 타격 공정에서 그 변형 동안 과도한 열 발생을 방지하도록 조정된다.
도 1 및 도 2에 나타낸 구현예에 있어서, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)은 상기 작업 재료(W)를 타격하는 공구(4′)를 포함한다. 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)은 상기 이동하는 구동 유닛(2)으로부터 타격을 받는 임팩트 헤드(4″)를 추가 포함한다. 상기 공구(4′) 및 상기 임팩트 헤드(4″)는 상기 공구 및 상기 임팩트 헤드의 둘레 가장자리에 인접하게 제공되는 부착 수단, 예를 들어, 볼트 체결에 의하여 서로 고정될 수 있다. 바람직하게는, 상기 공구(4′) 및 상기 임팩트 헤드(4″)의 부착 수단은 상기 숄더(38)에 의해 형성되는 상기 공구 하우징(34)의 리세스(44) 내에 위치한다. 상기 감쇠 요소들(32′, 32″)은 또한 바람직하게는 상기 리세스(44) 내에 제공될 수 있다. 상기 리세스(44)는 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)의 작업 표면(S)의 외부에 측면 방향으로 위치할 수 있다. 상기 타격의 방향(D)에서 볼 때, 상기 리세스(44)는 상기 작업 표면(S)을 둘러싼다.
바람직하게는, 상기 임팩트 헤드(4″) 및 상기 공구(4′)는 상기 임팩트 헤드(4″) 및 상기 공구(4′)의 사이의 인터페이스에 각각의 칼라(50, 52)를 포함하며, 상기 공구(4′)의 칼라(52)는, 상기 타격의 방향(D)에서 볼 때, 상기 타격에서 상기 작업 재료(W)와 접촉하도록 배치되는 상기 공구의 상기 작업 표면(S)을 둘러싼다. 상기 칼라들(50, 52)은, 그로 인하여 상기 최하부(40)를 형성한다. 양 칼라(50, 52)는 상기 리세스(44) 내로 연장될 수 있다. 상기 임팩트 헤드(4″)의 칼라(50)는 상기 제 1 감쇠 요소(32′)와 접촉하도록 배치될 수 있다. 상기 공구(4′)의 칼라(52)는 상기 제 2 감쇠 요소(32″)와 접촉하도록 배치될 수 있다. 상기 볼트 체결의 볼트들은 상기 칼라들(50, 52)을 통하여 연장될 수 있다.
타격시, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)은 상기 작업 재료(W)를 향하여 이동하며, 그로 인하여 상기 제 2 감쇠 요소(32″)를 압축한다. 상기 작업 재료(W)가 타격되었을 때, 상기 제 2 감쇠 요소(32″)에서 탄성 에너지는 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)을 상기 작업 재료(W)로부터 멀어지도록 이동시킨다. 그로 인하여, 상기 제 1 감쇠 요소(32′)는, 상기 작업 재료(W)로부터 멀어질 때, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합 (4)의 이동을 감쇠시킨다. 그로 인하여, 타격시 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)의 밀접하게 제어된 왕복 이동이 달성된다.
상기 임팩트 헤드(4″)는 상기 타격의 방향(D)에서 임팩트 단부(46)로부터 베이스 영역(48)까지 연장되며, 여기서 상기 베이스 영역(48)은 상기 임팩트 단부(46)보다 상기 공구(4′)에 더 가깝다. 상기 임팩트 헤드(4″)는, 상기 임팩트 단부(46)가, 상기 타격의 방향(D)에 대해 측면 방향으로 상기 베이스 영역(48)보다 더 작은 연장을 갖도록 배치된다. 상기 베이스 영역(48)은, 본 실시예에 있어서, 상기 공구(4′)와 상기 임팩트 헤드(4″)의 인터페이스에 있지 않다. 상기 베이스 영역은 이 인터페이스로부터 떨어져 있다. 상기 베이스 영역(48)은 도 2에서 파선으로서 표시된다.
제시된 바와 같이, 상기 임팩트 헤드(4″) 및 상기 공구(4′)는 상기 프레임(30)에 장착될 수 있고, 상기 프레임(30)의 상기 공구 하우징(34)과의 관계에서 이동 가능하도록 배치될 수 있다. 바람직하게는, 상기 장치는, 상기 임팩트 헤드(4″)의 베이스 영역(48)의 둘레 가장자리가, 상기 타격의 방향(D)에서, 상기 타격에서 상기 작업 재료(W)와 접촉하도록 배치되는 상기 공구(4′)의 작업 표면의 둘레 가장자리와 실질적으로 일치하도록 배치된다. 적합하게는, 상기 임팩트 헤드(4″)는 상기 공구(4′)로부터 멀어지는 방향(DA)으로 좁아진다. 상기 장치는, 본 실시예에 있어서, 상기 임팩트 헤드(4″)가 상기 플런저(2)의 타격으로부터 상기 임팩트 헤드(4″)까지, 상기 작업 표면(S) 전체에 대하여 직접적으로 운동 에너지를 전달하도록 배치된다.
상기 임팩트 단부 및 상기 베이스 영역(48)의 사이의 상기 임팩트 헤드(4″)의 제 1 부분(54)은 상기 공구(4′)로부터 멀어지는 방향(DA)으로 가늘어진다. 상기 장치는 상기 임팩트 헤드(4″)가 상기 임팩트 단부(46)로부터 상기 작업 표면(S) 위로 직접적으로 운동 에너지를 분산시키도록 배치된다.
제시된 바와 같이, 상기 임팩트 헤드(4″) 및 상기 공구(4′)는, 본 실시예에 있어서, 상기 임팩트 헤드(4″) 및 상기 공구(4′) 사이의 인터페이스에 각각의 칼라들(50, 52)을 포함한다. 상기 공구(4′)의 칼라(52)는, 상기 타격의 방향(D)에서 볼 때, 상기 타격에서, 상기 작업 재료(W)와 접촉하도록 배치되는 상기 공구의 작업 표면(S)을 둘러싼다. 상기 임팩트 헤드(4″)의 제 1 부분(54)은 상기 임팩트 헤드(4″)의 칼라(50)로부터 상기 임팩트 헤드의 임팩트 단부(46)까지 연장된다. 상기 제 1 부분(54)은 상기 칼라(50), 즉, 상기 베이스 영역(48)에서 둘레 가장자리를 나타내며, 상기 타격의 방향(D)에서 볼 때, 실질적으로 상기 작업 표면(S)과 일치한다. 상기 제 1 부분(54)은, 상기 타격의 방향(D)에 대해 측면 방향으로 상기 임팩트 헤드 칼라(50)보다 상기 타격 단부(46)에서 더 작은 연장을 갖도록 상기 제 1 부분(54)이 배치된다. 제시된 바와 같이, 상기 칼라들(50, 52)은, 본 실시예에 있어서, 상기 공구 하우징(34)의 상기 리세스(44)에 배치된다. 그로 인하여, 상기 감쇠 요소들(32′, 32″)은, 상기 임팩트 단부(46)로부터 상기 작업 표면(S)까지 운동 에너지의 직접적인 전달을 "방해"하지 않고 이로부터 분리될 수 있다.
도 4는 도 1 내지 도 3을 참조하여 기재된 본원의 구현예에 따른 상기 방법의 단계들을 도시한 플로우 차트이다. 상기 방법은 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)에 공구, 및 상기 공구(4′)로부터 멀어지는 방향으로 가늘어지는 임팩트 헤드(4″)를 제공하는 것(S1)을 포함한다. 그 후, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)은 제 1 및 제 2 감쇠 요소(32′, 32″)의 사이에 구속되도록 배치된다 (S2). 그 후, 상기 구동 유닛은 상기 임팩트 헤드를 타격하도록 이동되어 (S3), 그로 인하여 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)에 운동 에너지를 제공한다. 그로 인하여, 상기 임팩트 헤드(4″)는 상기 공구의 둘레 가장자리를 향하여 운동 에너지를 전달한다. 상기 방법은 이와 같이 운동 에너지가 제공된 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합이 상기 작업 재료(W)를 타격하여 상기 작업 재료를 성형하도록 하는 것을 더 포함한다 (S4). 그 결과, 상기 작업 재료로부터 멀어지는 상기 이동 가능한 임팩트 헤드 및 공구 조합 (4)의 복귀 이동이 상기 제 2 감쇠 요소(32″)의 스프링 작용에 의해 가능하거나 지원된다 (S5). 또한, 상기 이동 가능한 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)의 상기 복귀 이동은 상기 제 1 감쇠 요소(32′)에 의해 감쇠된다 (S6).
바람직하게는, 상기 구동 유닛(2)은, 본 실시에 있어서, 상기 플런저는, 상기 임팩트 헤드와의 충돌시, 상기 작업 재료로부터 멀어지게 이동한다. 따라서, 상기 구동 유닛(2)은, 상기 임팩트 헤드와의 충돌시, 상기 작업 재료로부터 멀어지게 이동하도록 배치될 수 있다. 상기 구동 유닛(2)은 상기 임팩트 헤드와의 충돌시, 반동하도록 배치될 수 있다. 상기 임팩트 헤드와의 충돌시, 상기 구동 유닛(2)의 이동은 상기 구동 유닛의 질량 및 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 질량의 적절한 선택에 의해 확보될 수 있다. 상기 임팩트 헤드와의 충돌시, 상기 구동 유닛(2)의 이동은, 상기 임팩트 헤드와의 충돌시, 상기 구동 유닛에 대한 상기 구동력, 예를 들어, 유압력의 적절한 선택에 의하여 추가적으로 확보될 수 있다.
상기 임팩트 헤드와의 충돌시, 상기 구동 유닛의 상기 작업 재료로부터 멀어지는 이동은, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합의 복귀 이동 동안, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합이 상기 구동 유닛에 접촉하는 것을 방지하기 위해 제공한다.
도 5는 본원의 또 다른 구현에 따른 고속 재료 성형용 장치를 나타낸다. 도 1 및 도 2를 참조하여 나타내고 기재된 것과 같은 대응하는 특징들에 대하여 동일한 참조 번호가 사용된다. 상기 장치는 프레임(30)을 포함한다. 상기 프레임은 복수의 지지 장치(110)에 의해 지지된다. 모루(106)는 상기 프레임에 고정된다. 본 구현예에 있어서, 상기 모루(106)는 상기 프레임(30)의 상단에 고정된다.
여기서, 고정된 공구(5)로서 지칭되는 공구는 상기 모루에 장착된다. 상기 고정된 공구(5)는 상기 모루(106)의 아래쪽에 장착된다. 하기에서 상세히 설명하는, 이동 가능한 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)은 상기 고정된 공구(5)의 아래에 위치한다. 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4) 및 상기 고정된 공구(5)는 서로 대면하는 상보적인 표면들을 제공한다. 공작물(workpiece, W)은 상기 고정된 공구(5)에 제거 가능하게 장착된다. 상기 공작물(W)은 임의의 적합한 방법, 예를 들어, 클램핑 또는 진공에 의해 상기 고정된 공구(5)에 장착될 수 있다. 상기 공작물(W)은 다양한 유형, 예를 들어, 판금 조각일 수 있다.
도 5에서 나타낸 구현예에 있어서, 구동 어셈블리는 상기 프레임(30)에 장착된 실린더 하우징(102)을 포함한다. 또한, 상기 구동 어셈블리는 상기 실린더 하우징(102)에 배치된 플런저(101)를 포함한다. 상기 플런저(101)는 연장되고, 하기 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 그 세로축을 따라 다양한 폭을 가진다. 바람직하게는, 임의의 상기 플런저의 단면은 원형이다. 상기 플런저(101)는, 하기에 상세히 설명되는 바와 같이, 상기 고정된 공구(5) 쪽으로 향하고, 그리고 이로부터 멀어지도록 배치된다.
본 구현예에 있어서, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)은 유압 시스템(6)에 의하여 상기 플런저가 가속될 때, 상기 플런저(101)와 접촉한다. 따라서, 상기 플런저(101) 및 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)의 사이에는 충돌이 없다. 따라서, 여기서 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)으로서 지칭되는 것은 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)의 공구에 대한 지지만을 형성하는 "임팩트 헤드"와 함께 제공되는 것일 수 있다. 상기 플런저(101)를 이동하거나 가속함으로써 상기 공구에 운동 에너지를 제공하기 전에, 상기 공구는 상기 작업 재료(W)로부터 적어도 12 mm, 예를 들어, 50 mm, 100 mm 또는 200 mm의 거리에 위치할 수 있다.
상기 플런저(101)는 상기 고정된 공구를 향하여 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)이 가속되도록 배치된다. 상기 플런저(101)는 상기 유압 시스템(6)에 의해 구동되도록 배치된다. 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)이 상기 작업 재료(W)를 타격하기 전에, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)은 상기 작업 재료(W)를 향하여 관성에 의해 계속 되도록 상기 플런저(101)는 감속된다.
상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)이 상기 작업 재료(W)를 타격할 때, 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)은 상기 작업 재료(W)로부터 멀어지게 이동하고, 중력에 의해 상기 플런저를 향하여 이동한다. 상기 이동 가능한 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)이 상기 플런저(101)에 접근할 때, 이의 복귀 이동을 제동하기 위하여, 감쇠 장치(32)가 제공된다. 본 실시예에 있어서, 상기 감쇠 장치는 상기 플런저(101)에 장착된 댐퍼를 포함한다. 상기 댐퍼는 상기 플런저의 상단에 장착된다. 상기 댐퍼는 임의의 적합한 종류, 예를 들어, 유압식 또는 공압식일 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 상기 댐퍼는 플레이트 스프링과 같은 탄성 요소를 포함할 수 있다. 일부 구현예들에 있어서, 상기 감쇠 장치는 상기 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)에 장착된 댐퍼를 포함할 수 있다. 추가 구현예에 있어서, 상기 감쇠 장치는 상기 프레임(30)에 장착된 댐퍼를 포함할 수 있다. 상기 감쇠 장치는 효율적으로 상기 이동 가능한 공구의 복귀 이동을 제동할 것이다. 상기 감쇠 장치는 또한 상기 이동 가능한 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)의 복귀 이동의 마지막에 이의 반동을 방지할 수 있다. 그로 인하여, 상기 이동 가능한 임팩트 헤드 및 공구 조합(4)은 제어된 방식으로 상기 플런저에 다시 놓일 수 있다.
본원은 상기 기재되고 도면들로 나타낸 구현예들에 제한되지 않는 것으로 이해된다. 반대로, 통상의 기술자는 청구범위에 기재된 범위에서 많은 변경 및 수정이 이루어질 수 있음을 인식할 것이다.
Claims (14)
- 이동 가능한 공구(4′) 및 구동 유닛(1)에 의한, 재료 성형 방법으로서,
상기 방법은 상기 구동 유닛(2; 101)을 이동하여 상기 공구(4′)에 운동 에너지를 제공하고, 상기 공구(4′)가 작업 재료(W)를 타격함으로써, 상기 작업 재료(W)를 성형하는 것을 포함하며,
상기 방법은 상기 구동 유닛 및 상기 이동 가능한 공구(4′)의 사이에 임팩트 헤드(4″)를 제공하고, 상기 임팩트 헤드(4″)를 타격하는 상기 구동 유닛(2; 101)에 의해 상기 공구(4′)에 운동 에너지를 제공하는 것을 포함하며,
상기 임팩트 헤드(4″)는 임팩트 단부(46)로부터 베이스 영역(48)까지 상기 타격(stroke)의 방향으로 연장되며, 여기서, 상기 베이스 영역(48)은 상기 임팩트 단부(46)보다 상기 공구에 더 가까운 것이고,
상기 임팩트 단부(46)가 상기 타격의 방향에 대해 측면 방향으로 상기 베이스 영역(48)보다 더 작은 연장(extension)을 갖도록 상기 임팩트 헤드(4″)를 배치하는 것을 특징으로 하는, 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 임팩트 헤드(4″)의 상기 베이스 영역(48)의 둘레 가장자리가, 상기 타격 방향(D)에서, 상기 타격에서 상기 작업 재료(W)와 접촉하는 상기 공구(4′)의 작업 표면(S)의 둘레 가장자리의 바깥쪽에 있고/있거나 실질적으로 이와 일치하는 것인, 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 임팩트 헤드(4″)는 상기 공구(4′)로부터 멀어지는 방향으로 좁아져서, 상기 임팩트 헤드(4″)가 상기 구동 유닛(2; 101)의 상기 임팩트 헤드(4″)에 대한 타격에 의해 상기 공구(4′)의 둘레 가장자리를 향하여 운동 에너지를 전달하고,
상기 임팩트 헤드(4″)는 상기 작업 재료(W)로부터 멀어지는 방향으로 가늘어져(tapered), 상기 임팩트 헤드(4″)가 상기 임팩트 단부(46)로부터 상기 베이스 영역(48)으로 상기 공구(4′)에 운동 에너지를 고르게 분산시키는 것인, 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 임팩트 헤드(4″) 및 상기 공구(4′) 사이의 인터페이스에 각각의 칼라(50, 52)를 갖는 상기 임팩트 헤드(4″) 및 상기 공구(4′)를 제공하는 것을 포함하며,
상기 공구(4′)의 상기 칼라 (52)는, 상기 타격의 방향(D)에서 볼 때, 상기 타격에서 상기 작업 재료(W)와 접촉하는 상기 공구(4′)의 작업 표면(S)을 둘러싸는 것이고,
상기 임팩트 헤드(4″)의 제 1 부분(54)은 상기 임팩트 헤드(4″)의 상기 칼라(52)로부터 상기 임팩트 헤드(4″)의 상기 임팩트 단부(46)까지 연장되며,
상기 제 1 부분(54)은, 상기 칼라(50)에서 둘레 가장자리를 나타내며, 상기 타격의 방향(D)에서 볼 때, 실질적으로 상기 작업 표면(S)과 일치하는 것인, 방법.
- 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 부분(54)이 상기 타격의 방향(D)에 대해 측면 방향으로 상기 임팩트 헤드 칼라(52)보다 상기 임팩트 단부(46)에서 더 작은 연장을 갖도록 상기 제 1 부분(54)을 배치하는 것을 포함하는, 방법.
- 제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 칼라들(50, 52)을 프레임(30)의 리세스(44)에 배치하는 것을 포함하는, 방법.
- 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 감쇠 요소(32′)를, 상기 작업 재료(W)의 반대쪽을 향하는 상기 임팩트 헤드 칼라(50)의 표면(36), 및 프레임(30)의 숄더(38) 사이에 배치하는 것을 포함하고,
상기 방법은 제 2 감쇠 요소(32″)를 상기 임팩트 헤드(4″)로부터 반대쪽을 향하는 상기 공구 칼라(52)의 표면(42), 및 프레임(30)의 숄더(38) 사이에 배치하는 것을 더 포함하고, 상기 칼라들(50, 52)은 상기 감쇠 요소들(32′, 32″) 사이에 구속된 것인, 방법.
- 공구(4′) 및 구동 유닛(1)에 의한, 재료 성형용 장치로서,
상기 장치는 상기 구동 유닛(2; 101)을 이동하여 상기 공구(4′)에 운동 에너지를 제공하고, 상기 공구(4′)가 작업 재료(W)를 타격함으로써, 상기 작업 재료(W)를 성형하도록 배치되며,
상기 장치에는 상기 구동 유닛(2; 101) 및 상기 이동 가능한 공구(4′) 사이에 임팩트 헤드(4″)가 제공되며,
상기 장치는 상기 임팩트 헤드(4″)를 타격하는 상기 구동 유닛(2; 101)에 의해 상기 공구에 운동 에너지를 제공하도록 배치되며,
상기 임팩트 헤드(4″)는 임팩트 단부(46)로부터 베이스 영역(48)까지 상기 타격의 방향으로 연장되며, 여기서 상기 베이스 영역(48)은 상기 임팩트 단부(46)보다 상기 공구(4′)에 더 가까운 것이고,
상기 임팩트 헤드는, 상기 임팩트 단부(46)가 상기 타격의 방향(D)에 대해 측면 방향으로 상기 베이스 영역(48)보다 더 작은 연장을 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 장치.
- 제8항에 있어서,
상기 장치는, 상기 임팩트 헤드(4″)의 상기 베이스 영역(48)의 둘레 가장자리가, 상기 타격 방향(D)에서, 상기 타격에서 상기 작업 재료(W)와 접촉하도록 배치되는 상기 공구(4′)의 작업 표면(W)의 둘레 가장자리의 바깥쪽에 있고/있거나 실질적으로 이와 일치하도록 배치되는 것인, 장치.
- 제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 임팩트 헤드(4″)는 상기 공구(4′)로부터 멀어지는 방향으로 좁아지고,
상기 장치는, 상기 임팩트 헤드(4″)가 상기 임팩트 헤드(4″)에 대한 상기 구동 유닛(2; 101)의 타격에 의해 상기 공구(4′)의 둘레 가장자리를 향하여 운동 에너지를 전달하도록 배치되고,
상기 임팩트 헤드(4″)는 상기 공구(4′)로부터 멀어지는 방향(DA)으로 가늘어지고(tapered),
상기 장치는, 상기 임팩트 헤드(4″)가 상기 임팩트 단부(46)로부터 상기 베이스 영역(48)으로 상기 공구(4′) 위로 운동 에너지를 분산시키도록 배치되는 것인, 장치.
- 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 임팩트 헤드(4″) 및 상기 공구(4′)는 상기 임팩트 헤드(4″) 및 상기 공구(4′) 사이의 인터페이스에 각각의 칼라(50, 52)를 포함하며,
상기 공구(4′)의 칼라(52)는, 상기 타격의 방향에서 볼 때, 상기 타격에서 상기 작업 재료(W)와 접촉하도록 배치되는 상기 공구(4′)의 작업 표면(S)을 둘러싸는 것이고,
상기 임팩트 헤드(4″)의 제 1 부분(54)은 상기 임팩트 헤드(4″)의 상기 칼라(50)로부터 상기 임팩트 헤드(4″)의 상기 임팩트 단부 (46)까지 연장되며,
상기 제 1 부분(54)은, 상기 칼라(50)에서 둘레 가장자리를 나타내며, 상기 타격 방향(D)에서 볼 때, 실질적으로 상기 작업 표면(W)과 일치하는 것인, 장치.
- 제11항에 있어서,
상기 제 1 부분(54)이 상기 타격의 방향(D)에 대해 측면 방향으로 상기 임팩트 헤드 칼라(50)보다 상기 임팩트 단부(46)에서 더 작은 연장을 갖도록 상기 제 1 부분(54)이 배치되는 것인, 장치.
- 제11항 또는 제12항에 있어서,
상기 칼라들(50, 52)은 프레임(30)의 리세스(44)에 배치되는 것인, 장치.
- 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 감쇠 요소(32′)는, 상기 작업 재료(W)로부터 반대쪽을 향하는 상기 임팩트 헤드 칼라(50)의 표면(36), 및 프레임(30)의 숄더(38) 사이에 배치되고,
제 2 감쇠 요소(32″)는, 상기 임팩트 헤드(4″)로부터 반대쪽을 향하는 상기 공구 칼라(52)의 표면(42)과 프레임(30)의 숄더(38) 사이에 배치되고,
상기 칼라들(50, 52)은 상기 감쇠 요소들(32′, 32″) 사이에 구속되도록 배치되는 것인, 장치.
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