KR920008668B1

KR920008668B1 - 피스톤 링 제조장치

Info

Publication number: KR920008668B1
Application number: KR1019850001908A
Authority: KR
Inventors: 피터 오스틴 윌리암; 크레이그 모리슨 윌리암
Original assignee: 에이이 피엘씨; 데이비드 깁슨 한톤
Priority date: 1984-03-24
Filing date: 1985-03-23
Publication date: 1992-10-08
Also published as: JPS60216926A; GB2155828A; EP0157537A3; CA1259172A; KR850007008A; GB8507025D0; DE3568144D1; EP0157537B2; EP0157537A2; EP0157537B1; GB8407712D0; JP2568997B2

Abstract

내용 없음.

Description

피스톤 링 제조장치

제1도는 금속 스트립으로 피스톤 링을 제조하기 위한 제1실시예의 장치에 대한개략도.

제2도는 제2실시예의 장치에 대한개략도.

제3도는 제3실시예의 장치에 대한개략도.

제4도는 제4실시예의 장치에 대한개략도.

제5도는 제4실시예의 장치의 제1변환장치에 대한개략도.

제6도는 제4실시예의 장치의 제2변환장치에 대한개략도.

제7도는 제5실시예의 장치에 대한개략도.

제8도는 제6실시예의 장치에 대한개략도.

제9도는 제6도 및 제7도의 장치를 사용하여 제조한 피스톤 링의 4가지 단면도.

제10도는 제7실시예의 장치에 대한개략도.

본 발명은 피스톤 링, 특히 내연기관용 피스톤 링의 제조에 관한 것이다.

통상 내연기관용 피스톤 링은 서로 밀접하게 인접한(그러나 접촉하지 않음)두개의 자유단부를 갖는 일반적으로 원형 윤곽의 금속을 사용하여 제조된다. 각 피스톤 링은 내연기관용 피스톤에 형성된 관련 그루우브(groove)에 수용되며, 이 경우 링의 사용목적은 피스톤과 관련 실린더, 또는 라이너 사이를 밀폐시키는데 있다.

이 목적을 위하여, 피스톤 링은 피스톤 링의 전둘레에 걸쳐 균일한 압력으로 관련 실린더 또는 라이너를 밀폐시켜야 하는데, 외향 압축력은 피스톤 링 및/또는 독립 스프링의 고유 탄성력에 의하여 제공되며, 피스톤 링 후방의 가스압에 의하여 조력을 받을 수 있다. 피스톤 링은 상승된 작동온도에 있을때 이러한 균일한 압력을 제공해야 된다. 실온에서 피스톤 링의 윤곽은 이들 작동온도에서 피스톤 링의 형상과 동일하지 않게 되는데, 그 이유는 피스톤 링의 팽창이 자유단부로 인하여 그 외주둘레로 균일하게 일어나지 않기 때문이다. 더우기, 피스톤은 축방향으로 이격된 위치에 배열되는 두개 이상의 피스톤 링을 갖게 되므로 각종 링이 작동 온도사이에서 차이가 생기게 된다. 따라서 팽창량은 이들 각종 피스톤 링 사이에서 다르게 된다.

이 결과, 각 피스톤 링은 팽창시 피스톤 링이 각 작동온도에서 요구되는 균일한 외향 압력을 제공할 수 있는 예정된 비-원형 윤곽을 냉각시에도 가져야만 한다.

일반적으로, 이 윤곽은 갭과 피스톤 링 축을 포함하는 평면에 대하여 수직인 방향으로 최대직경을 가지며 또 서로를 향하여 내부로 향한 피스톤 링의 단부를 갖는 타원형상이다. 평균적으로 그러한 윤곽이 취해지는 경우, 보다 고온에서 작동되는 피스톤 링은 일반적으로 서로를 향하여 더욱 내부로 향한 단부형태, 소위 ＂부의 타원형(negative ovality)＂를 갖게 되고, 보다 냉각된 환경에서 조작되는 피스톤 링은 평균 형상 보다 적게 내부로 향한 단부형태, 소위 ＂정의 타원형(positive ovality)＂를 갖게 된다.

피스톤 링은 다수의 방법으로 제조할 수 있다. 그 한가지 방법은 캠 제어 로울러를 사용하여 금속 스트립을 요구되는 윤곽으로 만곡시킨 다음, 이와 같이 하여 제조된 윤곽의 스트립을 분리시켜 여러개의 피스톤링을 형성하는 것이다.

이와 같은 방법을 수행하는 장치는 프랑스 특허 명세서 제2517226호에 기술되어 있는바, 이 특허명세서에 의하면 피스톤 링의 윤곽은 캠 종동부에 의하여 캠의 형상이 강철스트립에 전사되는 캠 및 강철 스트립에 부여되는 곡률을 변화시키도록 위치가 조절되는 한쌍의 로울러에 의하여 결정된다.

캠은 매우 고속으로 피스톤 링을 제조할 수 있다는 장점을 갖고 있다. 예컨대, 캠을 사용하는 피스톤 링의 제조는 실린더를 주조하고, 그의 축에 대하여 수직인 평면으로 실린더를 절단한 다음, 이렇게 하여 제조된 링을 다듬질 가공하는 것과 같은 종래의 피스톤 링 제조방법보다 훨씬 빠르다. 따라서 스트립을 만곡하기 위한 캠의 사용은 피스톤 링의 제조에 있어서 작용범위가 넓음을 알았다.

그러나, 캠의 사용에는 다수의 결점이 있다. 첫째로, 피스톤 링의 각 윤곽에 대하여 상이한 캠이 요구되며, 상기에 기술한 바와 같이 피스톤 링의 다수의 상이한 윤곽이 요구된다. 그 외에 캠은 마모되기 쉬우며, 그와 같은 마모로 인하여 정확성이 감소될 수 있어서 일정한 시간간격으로 캠을 교체할 필요가 있게 된다. 더우기 새로운 캠은 피스톤 링의 새로운 윤곽이 요구될때마다 제조되어야만 하며, 이들 캠은 매우 고정밀도로 가공되어야만 한다. 따라서 피스톤 링의 윤곽이 요구될때마다 제조되어야만 하며, 이들 캠은 매우 고정밀도로 가공되어야만 한다. 따라서 피스톤 링의 윤곽을 신속하고 용이하게 변화시키는 것이 불가능하다.

본 발명에 따라서 금속 스트립으로 예정된 형상의 내연기관용 피스톤 링을 제조하는 장치가 제공되는바, 이 장치는 금속 스트립을 로울러로 일반적으로 원형의 윤곽으로 형성시킨 다음 금속 스트립을 잔여부로부터 분리시켜 피스톤 링을 형성시키는 과정에서 금속 스트립(11)을 안내하는 적어도 두개의 가이드(로울러 또는 가이드), 및 원하는 피스톤 링 형상과 사용하는 디지탈 신호를 발생시키는 제어장치(컴퓨터(15), 신호프로세서(16), 아암제어장치(17))로 구성되는데, 상술한 피스톤 링의 형성중에 피스톤 링 주위로 스트립의 형상을 변화시키기 위하여 상기 가이드중 적어도 하나를 다른 가이드(로울러 또는 가이드)에 상대적으로 이동가능하게 설치하고, 또한 금속 스트립으로 원하는 형상을 이루는 피스톤 링을 제조하는 과정중에 상기 디지탈 신호가 상기 적어도 하나인 이동가이드(이동로울러)의 이동을 제어하도록 구성되어 있다.

첨부된 도면에 의거한 몇가지 실시예를 통하여 좀더 자세히 설명하면 다음과 같다.

모든 실시예에서 피스톤 링은 적당한 금속의 평 스트립으로 제조된다. 예를 들어, 사용되는 강철 스트립의 성분은 코롬 1%, 몰리브덴 1%, 니켈 0.55%, 바나듐 0.1%(중량비) 그리고 나머지는 철이며, 비이커스 경도계로 500-550의 경도를 갖는다. 스트립의 다른 재료는 저합금강, 또는 용융리드(molten lead)나 염욕(salt bath)으로 오스테나이트 구조로부터 미세하고 균일하게 분산된 페라이트-시멘타이트 구조로 강철 스트립을 변환시키는 파텐팅 과정으로 처리되고 다이를 통하여 하드 드로운(hard drawn)된 보통 공석 탄소강이다.

갭(간극)에 의해 분리된 두 자유단을 가지는 일반적으로 원통형인 피스톤 링을 스트립으로 제조하는 것이 요구된다. 링의 명확한 형상은 진원이 아닌 갭과 피스톤 링 축을 포함하는 평면에 대하여 더 긴 축을 가지는 타원형으로 변할 수 있다. 링의 단부는 이러한 피스톤 링에 적용되는 특별한 하중 및 작동온도하에서 실린더 또는 라이너에 균일한 하중을 가하는 링을 제조하기 위하여 필요한 양만큼 내부로 향한다. 이러한 윤곽은 쉽게 계산될 수 있다.

이러한 형태를 이루는 피스톤 링은 강철 스트립을 만곡시킴으로써 제조될 수 있는데, 원하는 형태의 링을 제조하기 위하여 강철 스트립에 형성된 만곡을 상기와 같은 방법으로 변환시킬 수 있다는 사실을 알아야 한다. 그러나 이러한 변화는 매우 적다. 예를 들면 최대 및 최소 축길이의 차이는 1 내지 2mm이다.

첨부된 도면에 도시된 장치의 목적은 스트립을 미리 계산된 형상으로 만들기 위하여 스트립에 다양한 만곡부를 제공하기 위한 장치이다.

제1도를 참조하면, 제1장치에 일정한 거리를 유지하면서 스트립(11)의 같은 측상에 밀착하는 가이드인 한쌍의 고정된 피동로울러(10a,10b)가 제공된다. 스트립(11)은 구동로울러(55)에 의해 피동로울러(10a,10b)를 지나 당겨진다. 이동가이드인 이동로울러(12)는 가이드인 피동로울러(10a,10b)의 반대측에서 스트립(11)과 밀착하며 피동로울러(10a,10b)의 중간에 위치한다. 피동로울러(10a,10b)는 스트립(11)에 일정한 만곡을 제공한다.

이동가이드인 이동로울러(12)는 가이드인 피동로울러(10a,10b)의 축과 평행한 축을 가지며, 아암(13)의 일측단부에 설치되고, 아암(13)의 타측 간부는 피벗운동을 위해 이동로울러 축과 평행한 축을 설치되어 있다. 제1도에 도시한 바와 같이, 이동로울러(12)가 위치하므로 스트립(11)이 이동로울러(12)에 의해 만곡될수 있으며, 만곡의 정도는 피동로울러(10a,10b)에 대한 이동로울러(12)의 위치에 의해 결정된다. 이동가이드인 이동로울러(12)의 위치는 제어장치(피이드백 제어장치(25))의 신호에 의해 작동되는 작동기(14)에 의해 움직이는 아암(13)의 피벗작용에 의해서 제어된다. 작동기(14)는 선형모터, 솔레노이드, 저관성 고토오크모터, 정자기 효과에 의해 작동하는 장치, 또는 전기 신호를 아암(13)의 동작으로 변환시킬 수 있는 변환기 등과 같은 편리한 형태를 사용할 수 있다.

제어장치는 디지탈 제어장치이고 다양한 형태를 이룰 수 있다. 예를 들어, 이들은 피스톤 링 주위의 위치에서 원하는 이동로울러의 위치를 정하는 정보가 컴퓨터 기억장치에 전달되어 원하는 위치로 아암(13)을 이동시키도록 작동기(14)를 작동시키는 전기 신호를 제공하기 위하여 해독되는 종래의 수치제어 또는 컴퓨터 수치제어 장치일 수도 있다. 이동로울러의 올바른 위치선정을 확실히 하기 위해서 피이드백(feed back)이 필요하다.

좀더 복잡한 형상과 빠른 제조를 위하여 제1도에 도시된 제어장치를 사용하는 것이 바람직하다. 제어장치는 컴퓨터(15), 신호 프로세서(16) 및 아암 제어장치(17)로 구성된다. 단부검출기(18)는 스트립의 단부가 기준점에서 탐지되었을때 컴퓨터로 신호를 보내고, 스트립의 속도검출기(12)는 스트립 속도의 상징신호를 컴퓨터에 전달한다(그럼으로써 기준점에 대한 스트립의 위치를 알 수 있다).

피스톤 링의 제조에 앞서, 피스톤 링 둘레에 연속한 일정간격의 위치에서 피스톤 링의 필요한 만곡을 제공하는 입력 형상데이타가 준비된다. 데이타는 링의 주위에서 이동가이드인 이동로울러(12)의 모든 위치를 제공하는 것이 아니라 단지 만곡부가 변화하는 위치 또는 만곡부가 비선형을 변화시키는 위치를 제공하는 것이다. 형상은 정상적인 최대 만곡으로부터 낮추어져 감소할때 피스톤 링 주변의 사이(interval)에서 형성된다. 물론 피스톤 링이 피스톤 링의 축을 포함하는 하나 또는 다수의 평면과 대칭일 경우에는 단지 초기 대칭 부분의 입력데이타를 정하는 것이 필요하다. 예를 들어, 피스톤 링이 피스톤 링 축을 포함하는 평면에 대하여 더 긴 축을 가지는 일반적인 타원형이고 갭이 내향 단부를 가질 경우에는 단지 피스톤 링의 전단부를 위한 입력데이타만이 필요한데 그 이유는 피스톤 링의 후반부도 같기 때문이다.

형상데이타는 컴퓨터(15)의 입력장치인 단부검출기(18)에 전달되고 단부검출기(18)로부터 컴퓨터 기억장치(19)로 전달된다. 컴퓨터(15)는 마이크로프로세서일 수도 있다. 스트립(11)이 이동간에 설치되고 단부검출기(18) 및 스트립 속도검출기(21)는 스트립의 단부가 기준점을 통과하고 기준점에 대하여 스트립(11)의 위치 신호를 발할때 디자탈 신호를 기억장치(19)에 전달한다(이 위치는 이동로울러(12)의 위치에 비교된다).

이러한 신호를 받자마자, 컴퓨터(15)는 즉시 이동로울러(12)에 의해 접촉되는 스트립(11)상의 위치에서 이동로울러의 원하는 위치에 상응하는 비트군(group of bits)을 발생한다. 원하는 위치란 상기 위치에서 원하는 피스톤 링 형상을 제조하는데 필요한 이동로울러의 위치이다. 컴퓨터(15)는 아래에 기술되는 방법으로 상기의 사실을 진행시킨다. 직경 100mm의 피스톤 링을 제조하기 위하여 만약 스트립이 2000비트의 정보량에 의해 정해지고, 0.2m/sec의 속도로 이동하고 위치가 원호의 10분(1/6도)마다 변환되어야 한다면, 컴퓨터는 매 500μsec마다 비트군을 발생시켜야 한다. 물론 고속도로 제조하고 좀 더 복잡한 형상일때에는 시간 여유가 더 적어지며, 예를 들자면 약 100μsec가 될 수도 있다. 실제에 있어서, 기억장치(19)가 작업물의 완전한 형상을 형성하는데 필요한 모든 비트군을 기억할 수 없으므로 계산장치(22)가 스트립의 이동전에 기억장치(19)에 저장된 입력데이타로부터 몇 개의 초기 비트군을 계산하고 아래에서 좀더 자세히 설명되는 신호 프로세서(16)로 초기 비트군을 출력시키는 기억장치(19)로 초기 비트군을 통과시킨다. 비트군 사이의 500μsec여유의 잔여부동안 계산장치(22)는 순차적인 차기 이동로울러 위치를 위한 비트군을 발생시킨다. 상기와 같이 발생된 많은 비트군은 각 사이내에 이용가능한 시간 및 이러한 비트군을 기억하는 기억장치(19)의 용량에 의존한다.

각 비트군이 입력데이타가 주어진 사이보다 더 짧은 사이에서 필요하기 때문에 입력데이타로부터의 이러한 비트군의 발생은 입력데이타 사이의 보간법 (interpolation)을 포함한다는 것을 인식해야 한다. 이런 경우 컴퓨터가 다른 필요한 보간법을 발생시키도록 프로그램될 수 있다 하더라도 보간법을 선형보간이 바람직하다. 또한 컴퓨터(15)는 심지어 입력데이타가 단지 대칭 형상의 한 부분만을 정하는 경우에도 피스톤 링의 전체 원호형상을 위하여 비트군을 발생시키도록 프로그램된다.

전체 차기 비트군은 가공시작전에 계산되어지지 않기 때문에 기억장치(19)는 충분한 용량을 원치 않으며 유동 마이크로프로세서내에 설치된 기억장치(19)가 모든 경우에 있어서 적당하다.

그러므로 컴퓨터(15)에서 발생하는 출력은 성공적인 이동로울러의 위치를 정하고 변환기인 속도검출기(21)로부터 발생하는 신호에 의해 결정되는 사이에서 시간내에 발생되는 비트군이다. 이 비트군은 신호프로세서(16)의 D/A 변환기(23)에 의해 받아지며, D/A 변환기(23)는 각 상기 비트군을 이 비트군의 값에 상응하는 일정 진폭의 이동로울러 아암 위치 신호로 변환시킨다. 이러한 각 신호의 지속은 비트군 사이의 사이와 같다. 효과적인 일련의 연속된 스텝인 이 출력은 신호 프로세서(16)의 스텝 변환기(24)로 전달된다. 스텝 변환기(24)에서 각 신호의 진폭은 다음 이어지는 신호가 도달할때까지 기억한다. 다음 신호의 진폭이 형성되자마자, 스텝 변화기(24)는 최초 신호의 값과 동등한 초기값과 차기 이어지는 신호의 값과 동등한 마지막 값을 연속신호를 출력시킨다. 두개의 연속신호 사이의 진폭에 차이가 있다면 연속신호는 초기 및 마지막 값 사이에서 점진적으로 오르락 내리락할 것이다. 이러한 상승 또는 하강은 직선적일 수도 있으나, 꼭 직선적이 아니어도 괜찮다.

그러므로 스텝변환기(24)의 출력은 점진적으로 변하여 연속적인 시간 사이가 디지탈 신호의 시간 사이와 같아지는 연속신호이다. 신호의 진폭은 디지탈 신호의 연속값과 관계있다. 그러므로 이 연속신호는 피스톤링 주위의 연속위치에서 이동로울러의 필요한 위치를 나타내는 이동로울러 아암 위치신호의 승계의 아날로그(analogue)로 간주된다. 이 연속 신호는 입력신호로써 폐-루우프 연속 아암제어장치(17)의 피이드백 제어장치(25)로 전달된다. 피이드백 제어장치(25)의 출력은 출력신호에 따라 아암(13)을 움직이는 작동기(14)로 전달된다. 작동기(14)의 출력은 피이드백 신호에 따라서 신호 프로세서(16)로부터 연속 신호를 변형시키도록 피이드백 신호를 사용하는 피이드백 제어장치(25)로 피이드백 아암위치 및 아암속도 신호를 제공하는 아암위치 전송기(26) 및 아암 속도전송기(27)에 의해 모니터된다.

그러므로 컴퓨터(15)는 아암 위치선정 신호에 대한 피이드백 제어를 하지 않아도 된다. 이것은 폐-루우프 제어장치에서 순수 아날로그 방식으로 실시된다. 컴퓨터가 스트립의 고속도를 유지하고 아암 위치의 복잡한 변화를 허용하는 마이크로프로세서인 것을 허용하는 것은 다른 특징이다.

스텝변환기(24)의 작동은 시스템내에서 시간지연을 발생시킨다. 다른 시간지연은 이동로울러(12) 및 아암(13)의 관성에 의해 발생된다. 형상의 공간배치가 올바르다는 것을 보장하는 위하여 컴퓨터(15)는 이동로울러의 위치신호의 계산으로부터 나온 기준위치가 시스템내에서 시차와 동등한 거리에 의해 상쇄되도록 프로그램되어 있다. 이것은 형상을 원하는 공간에 배치시킬 것이다.

컴퓨터(15)가 어떠한 작업물 형상을 이룰 수 있도록 빨리 그리고 쉽게 프로그램될 수 있다는 것을 알아야 한다. 사실상, 일점쇄선으로 나타낸 키보드(28)에 의하여 제조시 피스톤 링의 형상을 변화시킬 수 있다.

제1도에 실시예에서 처음의 두 로울러(10a,10b)는 고정된 피동로울러일 수도 있고 제3로울러(12)는 이동로울러일 수도 있다.

잔여도면의 실시예는 제1도의 실시예와 같은 방식으로 제어된다. 따라서 이러한 실시예의 제어는 더 이상 설명하지 않는다. 더불어, 이러한 실시예들은 제1도의 실시예와 같은 특징을 가지며 잔여도면에서도 제1도와 같은 부분은 같은 번호를 붙이며 이에 대해 더 자세히 설명하지 않는다.

제2도를 참조하면, 한쌍의 고정된 가이드인 피동로울러(10)가 제공되는데 이들은 스트립(11)의 서로 반대측에 밀착하면서 스트립(11)을 가이드인 이동로울러(12)로 이동 안내시킨다. 도 로울ㄹ (피동로울러)(10)는 스트립(11)을 만곡시키지 않는다(이들은 단지 안내만 할 뿐이다). 가이드인 이동로울러(12)는 제1도에서 설명된 바와 같이 배열되고 제1도에서 설명된 종류의 제어장치에 연결된다.

제3도를 참조하면, 제3도의 장치는 가이드인 두개의 이동로울러(12a,12b)를 포함하도록 제2도의 장치를 변환시킨 것이다. 두개의 이동로울러들은 스트립은 양측에 밀착하며 고정된 피동로울러(10)의 축을 통과하는 선을 가로 지르는 선상에 정열된 중심을 가진다. 교차점은 링의 중심을 이룬다. 즉 스트립이 이동로울러(12a,12b)에 의해 만곡되기 때문에 아암(13)의 피벗작용은 이 만곡부를 증가 또는 감소시킨다.

두 로울러(이동로울러) (12a,12b)의 사용은 피스톤 링의 만곡부에 대한 변화에 개선된 제어를 할 수 있게 한다.

제4도를 참조하면, 본 실시예에서는 아암(13)상에 설치된 가이드인 이동로울러 (12)전에 고정된 축을 가지는 가이드인 로울러(30), 즉 4개의 피동로울러 (30a,30b, 30c,30d)가 설치된다. 이 고정된 피동로울러는 로울러 3개의 초기 군을 형성하는데, 두개의 소직경로울러(30a,30b)는 스트립을 따라서 나란히 스트립의 일측에서 스트립과 접촉하고, 타측에는 하나의 큰 직경을 가지는 대직경로울러(30c)가 소직경로울러 (30a,30b)중간에서 스트립과 접촉하고 있다.

이러한 배치는 최소 원하는 만곡부인 초기 만곡을 스트립에 제공하기 위한 것이다. 그러므로 이동로울러(12)는 단지 스트립에 최대 만곡부에 해당하는 만곡을 적용시키기 위하여 필요하다. 세개의 로울러(30a,30b,30c)는 강철 스트립(11)을 진행시키기 위하여 구동된다.

이동로울러(12) 바로 전에 4번째 로울러(30d)가 설치된다. 이것은 초기의 소직경로울러(30a,30b)와 같은 직경을 이루며 이동로울러(12)에 의해 접촉되는 측의 반대측에서 접촉하여 이동로울러(12)상으로 스트립(11)을 안내시킨다.

제4도의 장치를 변환시킨 제5도를 참조하면, 고정된 가이드인 4번째 로울러(30d)가 생략되고 한개의 이동로울러(12)가 제공되어 제4도의 이동로울러에 의해 접촉되는 측의 반대측에서 스트립과 접촉한다. 이런 경우 가이드인 초기의 소직경로울러(30a,30b)가 만곡부에서 변화가능한 증가를 스트립에 제공하는 가이드인 이동로울러(12)와 더불어 스트립에 최대 만곡을 제공하도록 배치된다.

제6도의 장치는 제5도의 장치에서 가이드인 이동로울러(12) 대신에 제3도의 장치의 가이드인 이동로울러(12a,12b)를 설치한 것이다. 이런 경우 초기의 소직경로울러들은 최대만곡부와 최소만곡부의 중간인 고정만곡부를 스트립(11)에 제공한다. 이동가이드인 이동로울러(12a,12b)는 스트립에 본 만곡부에서 변화가능한 증가를 제공한다.

제7도를 참조하면, 스트립(11)은 초기에 고정부재(31)와 축이 고정된 가이드인 피동로울러(32) 사이에 형성시킨 만곡통로를 통과한다. 통로는 스트립(11)의 단면과 비슷한 크기의 단면을 이루며 통로 단부에 다이(33)가 제공된다. 이 부분에 대하여서는 아래에서 자세히 설명된다. 고정축을 가지는 가이드는 피동로울러(34)가 상기와 같은 방법으로 아암(13)에 설치된 이동로울러(12)전에 제공된다.

제8도를 참조하면, 제2도 및 제4도의 실시예처럼 가이드인 두개의 이동로울러가 제공된다.

제7도 및 제8도의 다이(33)는 스트립의 단면을 필요한 피스톤 링 단면으로 변화시키기 위하여 설치된다. 이에 대한 단면이 제9도에 도시되어 있다. 부분(A)에서 피스톤 링의 폭은 다이에 의해 감소된다. 부분(B)에서 피스톤 링의 내단부는 경사진다(두 단부갈 모든 경사지게 도시되었지만 하나의 단부만 경사질 수 있다.)

부분(C)에서는 링의 외단부가 작동중에 링의 부분에 개선된 윤활작용을 제공하도록 배럴화되어 있다. 부분(D)에서는 피스톤 링의 일측 내단부 주위에 은촉(rebate)이 형성되어 있다.

제10도를 참조하면, 본 장치에서 스트립(11)이 두개의 로울러에 의해 공급되고, 그 중 하나의 로울러(40)가 표시되었다. 그 후 스트립(11)은 스트립(11)의 양측에 길이에 따라 일정한 거리를 두고 설치된 가이드인 두개의 고정된 가이드(41,42)에 밀착된다. 고정 가이드(41,42)는 스트립(11)에 만곡을 제공하지 않는다. 그 후 스트립(11)의 이송통로내에 가이드인 조절가이드(43)가 제공된다. 이 조절가이드(43)는 장치의 작동중에 스트립(11)에 고정만곡을 제공하지만 이 제공된 만곡을 변화시키는 작동사이에서 조절된다. 이 만곡은 요구하는 최대 만곡부를 이룬다. 이후 스트립(11)은 가이드인 스트립 길이 부호기(44)와 접촉하는데 스트립 길이 부호기(44)는 제1도의 속도검출기(21)와 비슷하며, 스트립 길이 부호기(44)를 통과하는 스트립(11)의 길이를 표시하는 신호를 발생한다. 또한 솔레노이드 인덴터(45)가 예정된 길이로 스트립(11)을 마킹하기 위하여 제공된다.

가이드인 이동로울러(46)는 가이드인 조절가이드(43)에 대하여 스트립(11)의 반대측에서 스트립(11)과 접촉한다. 이동로울러(46)는 제1도에서 설명된 종류의 제어장치에 의해 제어되는 작동기(도시되지 않음)에 의해 회전되는 축(47)상에 편심되게 설치되어 있다. 축(47)의 회전은 가이드인 이동로울러(46)가 제어장치에 전달된 원하는 피스톤 링 형상데이타를 따라서 가이드인 조절가이드(43)에 의해 제공된 만곡을 변화시키도록 야기시킨다. 감지기(48)는 제1도의 아암위치 전송기(26)와 같이 작동하며 이동로울러(46)의 위치를 나타내는 피이드백 신호를 발생시킨다.

상기 실시예중 어느 하나에서도 로울러는 적당한 가이드에 의해 교체될 수 있고 또는 가이드가 적당한 로울러에 의해 상호 교체될 수 있다.

도면을 참조한 상기 모든 실시예에서 피스톤 링은 여러가지 방법으로 스트립으로부터 분리될 수 있다. 그중 하나는 링이 형성된 다음 예를 들어 연삭숫돌(grinding wheel)을 이용하여 나머지 스트립에서 링을 절단할때 스트립(11)의 이동을 멈추는 것이다. 다른 한편으로는, 각 링이 형성되는 길이에 따라 절단되고 링의 단부에 갭을 형성시키기는 원추코일로 연속적으로 다수의 링을 형성시킬 수 있다. 이후 피스톤 링을 사용하기 전에 질화침탄 처리를 할 수 있다.

Claims

예정된 형상의 내연기관용 피스톤 링을 금속 스트립으로 제조하는 장치에 있어서, 금속 스트립을 로울러로 일반적으로 원형의 윤곽으로 형성시킨 다음 금속 스트립의 잔여부로부터 분리시켜 피스톤 링을 형성시키는 과정에서 금속 스트립(11)을 안내하는 가이드인 적어도 두개의 로울러(10,12,30a,30b,30c,30d,34,46) 또는 가이드 (41, 42,43,44), 및 원하는 피스톤 링 형상과 상응하는 디지탈 신호를 발생시키는 제어장치인 컴퓨터(15), 신호 프로세서(16) 및 아암 제어장치(17)로 구성시키되, 상기에 기술한 피스톤 링의 형성 중에 피스톤 링 주위로 스트립의 형상을 변화시키기 위하여 상기 가이드중 적어도 하나의 가이드인 이동로울러(12,46)를 다른 가이드인, 다른 고울러(10,30a,30b,30c,30d) 또는 가이드(41,42,43,44)에 상대적으로 이동가능하게 설치하고, 또한 금속 스트립으로 원하는 형상을 이루는 피스톤 링을 제조하는 과정중에 상기 디지탈 신호가 상기 적어도 하나의 이동가이드인 이동로울러(12 : 46)의 이동을 제어하도록 구성시킨 것을 특징으로 하는 피스톤 링 제조장치.
제1항에 있어서, 스트립(11)과 접촉하는 이동로울러(12 : 46)에 의해 형성된 한개의 이동가이드를 포함하되, 원하는 형상의 피스톤 링을 제공하도록, 작업중에 피스톤 링의 형상을 변화시키기 위하여 상기 이동로울러를 디지탈 제어장치인 컴퓨터(15), 신호 프로세서(16) 및 아암 제어장치(17)에 의해 이동가능하도록 구성시킨 것을 특징으로 하는 피스톤 링 제어장치.
제1항에 있어서, 금속 스트립(11)에 대향되게 위치하는 적어도 두개의 이동로울러(12a,12b)에 의하여 형성된 적어도 두개의 이동가이드를 포함하되, 원하는 형상의 피스톤 링을 제공하도록 작업중에 피스톤 링의 형상을 변화시키기 위하여 이동로울러(12a,12b)를 제어장치인 컴퓨터(15), 신호 프로세서(16) 및 아암 제어장치(17)에 의해 이동가능하도록 구성시킨 것을 특징으로 하는 피스톤 링 제조장치.
제1항 내지 제3항중 어느 하나에 있어서, 상기 다른 가이드인 다른 로울러 또는 가이드의 하나 또는 전체가 금속 스트립(11)과 접촉하고 금속 스트립(11)의 형상 형성에 영향을 미치지 못하는 적어도 두개의 고정된 가이드인 피동로울러(10)를 포함하고, 전체 형상이 상기 적어도 하나의 이동가이드인 이동로울러(12)에 의하여 형성되게 구성시킨 것을 특징으로 하는 피스톤 링 제조장치.
제1항 내지 제3항중 어느 하나에 있어서, 상기 다른 가이드인 다른 로울러 또는 가이드의 하나 또는 전체가 금속 스트립(11)과 접촉하면서 금속 스트립(11)에 일정한 만곡부의 형상을 제공하는 적어도 두개의 고정된 가이드인 피동로울러 (10; 30a,30b; 30c,30d,32,34) 또는 가이드(41,42,43,44)를 포함하고, 상기 원하는 형상을 이루기 위하여 상기 일정한 만곡부에 필요한 변화를 적어도 하나의 이동가이드인 이동로울러가 상기 금속 스트립에 제공하도록 구성시킨 것을 특징으로 하는 피스톤 링 제조장치.
제1항 내지 제3항중 어느 하나에 있어서, 다이(33)가 금속 스트립(11)에 원하는 단면 형상을 제공하도록 구성시킨 것을 특징으로 하는 피스톤 링 제조장치.
제1항에 있어서, 매 연속적인 동일한 시간 사이마다 피스톤 링 둘레 주위로 피스톤의 상응하는 연속위치중 하나에서 상기 적어도 하나의 이동가이드인 이동로울러의 연속적으로 필요한 위치의 하나에 대하여 상응하는 일정 진폭의 신호를 발생시키는 컴퓨터(15), 연속적인 일정 진폭신호로부터 위치 신호의 시간사이와 동일한 연속적인 시간사이에서 연속신호의 진폭이 위치신호의 연속값과 관계있도록 점진적으로 변화하는 연속신호를 발생시키는 신호 프로세서(16), 및 상기 연속신호를 수신하고 이에 따라 상기 적어도 하나의 이동가이드인 이동로울러의 이동을 제어하는 폐-루우프 연속 아암 제어장치(17)로 제어조절 장치가 구성된 것을 특징으로 하는 피스톤 링 제어장치.
제7항에 있어서, 컴퓨터(15)가 매시간사이마다 이 사이를 위하여 필요한 이동가이드인 이동로울러 위치에 해당하는 비트군을 발생시키며, D/A 변환기(23)는 상기 비트군을 이동가이드인 이동로울러 위치신호로 변환시키도록 제공되는 것을 특징으로 하는 피스톤 링 제조장치.
제8항에 있어서, 원하는 피스톤 링의 형상을 정하는 입력데이타를 수신하기 위하여 컴퓨터(15)는 기억장치(19)를 포함하고, 상기 연속적인 시간사이의 적어도 매 얼마간동안 컴퓨터는 상기 데이타로부터 다소의 필요한 차기 가이드 위치와 상응하면서 기억장치(19)로 전달되는 많은 비트군을 발생시키며, 또한 상기 기억장치로부터 매시간 사이동안 필요한 가이드 위치에 상응하는 비트군을 출력시키도록 구성시키는 것을 특징으로 하는 피스톤 링 제조장치.
제7항 내지 제9항중 어느 하나에 있어서, 이동가이드인 이동로울러 위치 피이드백 제어장치(25)가 기준점에 대한 적어도 하나의 이동가이드인 이동로울러의 순간 위치에 상응하는 컴퓨터 디자탈 신호를 전달하기 위하여 제공되고, 상기 출력디지탈 신호는 상기 피이드백 신호에 의해 결정되는 시간사이에서 발생되게 구성시킨 것을 특징으로 하는 피스톤 링 제조장치.