KR100833148B1 - 중공의 공작물을 변형시키기 위한 방법 및 성형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작물(5)이 클램핑 디바이스(4, 60, 66) 내에 클램핑되고, 제1 성형공구(13)가 재치되어 공작물(5)의 외측 표면과 접촉하게 되고, 상기 공작물(5)과 상기 공구(13)가 회전축선(17)을 중심으로 서로에 대해 상대적으로 회전되도록 되어 있는, 적어도 하나의 개방단부를 가진 중공의 공작물(5)을 변형시키기 위한 방법 및 성형장치(1)에 관한 것이다. 제2 성형공구(19)가 공작물(5)에 의해 구획형성된 공동부 내로 재치되어 중공의 공작물(5)의 내측 표면과 접촉하게 되며, 그 이후에 공작물(5)은 상기 제2 공구(19)에 의해 변형된다.

공작물, 성형장치, 제1 성형공구, 제2 성형공구, 개방단부, 클램핑 디바이스, 구동수단

Description

중공의 공작물을 변형시키기 위한 방법 및 성형장치{METHOD AND FORMING MACHINE FOR DEFORMING A HOLLOW WORKPIECE}

본 발명은 예컨대 공작물이 클램핑 디바이스 내에 클램핑되고, 제1 성형공구가 재치되어 공작물의 외측 표면과 접촉하게 되고, 공작물과 공구가 회전축선을 중심으로 서로에 대해 상대적으로 회전되고 공작물이 제1 공구에 의해 변형되도록 되어 있는, 금속 실린더와 같은 적어도 하나의 개방단부를 가진 중공의 공작물을 변형시키기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 적어도 하나의 개방단부를 가진 중공의 공작물이 변형될 수 있게 해주는 청구항 8의 전제부에 따르는 성형장치에 관한 것이다.

그와 같은 일종의 방법 및 장치가 예컨대 유럽 특허출원 EP 0 916 428호로부터 알려져 있다. 상기 공보는 원통형 금속 요소의 한쪽 단부의 직경이 감소되고 또한 일정 각도로 굽혀지게 해주는 다수의 롤러를 구비한 성형 헤드를 포함하는 방법 및 장치를 개시하고 있다.

이를 위해, 금속 실린더가 클램핑되고 상기 실린더와 상기 성형 헤드가 회전축선을 중심으로 서로에 대해 상대적으로 회전되며, 이때 상기 단부는 상기 실린더의 외측 표면에 대해 상기 롤러들을 반경방향으로 가압하고 롤러들을 상기 외측 표 면을 따라 다수의 사이클로 이동시킴으로써 변형되고, 이에 의해 롤러와 회전축선 사이의 반경방향 거리는 매 사이클마다 감소되고, 그 결과 직경의 감소가 얻어진다. 회전축선이 금속 실린더의 중심축선과 일정 각도를 이루고 있기 때문에, 롤러의 반경방향 이동의 결과로써 실린더의 단부가 감소될 뿐만 아니라 추가로 상기 단부는 일정 각도로 위치되어지게도 될 것이다. 상술한 사이클의 이용 덕분에, 공작물은 단계적으로 최종 제품의 형태를 취하게 된다.

EP 0 916 426호는 회전축선이 금속 실린더의 중심축선으로부터 편심적으로 오프셋되어 있는 비교되는 방법 및 성형장치를 개시하고 있다. 그에 따라 변형 부분의 중심축선이 금속 실린더의 비변형 부분의 중심축선으로부터 마찬가지로 오프셋되어 있는 제품이 얻어진다.

거론중인 이 방법 및 장치는 예컨대 승용차와 같은 차량의 배기계의 일부분을 형성하는 촉매 컨버터의 하우징의 제작에 이용될 수 있다. 그와 같은 촉매 컨버터들은 그것들이 일부분을 형성하는 배기계의 파이프들의 직경보다 큰 직경을 가지고 있고, 엔진이 시동된 후에 가능한한 신속하게 작동 온도에 도달하고 그 온도를 가능한한 많은 양으로 보존하기 위해 엔진 블록에 인접되게 위치되는 것이 바람직하다. 이와 관련한 한가지 결론은 먼저 촉매 컨버터 하우징의 양 측면 상의 연결부의 직경이 배기계의 장착대에 대해 적합하게 연결시키기 위해 감소되어져야만 한다는 것과 연결부가 자주 엔진 블록에 대한 최적 배치를 가능하게 해주기 위해 복잡한 형상을 요한다는 것이다.

예컨대 상술한 촉매 컨버터 하우징과 같이 적어도 하나의 변형된 단부를 가 진 공작물을 제작하기 위한 종래기술의 방법과 장치들은 성형과 관련하여 불충분한 자유도를 제공하고 있는 것으로 생각된다. 게다가, 변형과정 중에 무거운 하중이 재료 상에 가해지기 때문에 상대적으로 두꺼운 벽의 공작물을 사용하는 것이 필요하고, 이는 최종 제품에 있어 겹친 부분, 균열 및/또는 벽 두께의 불규칙한 분포를 초래할 수 있다. 그 결과, 예컨대 상술한 촉매 컨버터 하우징과 같은 얻어진 제품이 자주 배기계 내에서의 적정 기능에 필요한 무게보다 더 무거울 수 있다.

본 발명의 목적은 상기 결점들을 제거하거나 적어도 충분한 정도로 완화시키는 데 있다.

이 목적을 성취하기 위해, 첫번째 문단에서 전제된 방법은 제2 성형공구가 공작물에 의해 구획형성된 공동부 내로 재치되고 중공의 공작물의 내측 표면과 접촉하게 되고, 공작물이 상기 제2 성형공구에 의해 변형되는 것으로 특징지워진다. 본 발명에 의한 성형장치는 적어도 하나의 제2 성형공구와 상기 제2 성형공구를 회전시키기 위한 구동 수단을 포함하고 있고, 제2 성형공구가, 공작물의 내측 벽이 외부 방향으로 즉 공작물에 의해 구획형성된 공동부로부터 멀어지는 방향으로 변형될 수 있는 방식으로, 공작물 내로 도입되어 공작물의 내측 벽과 접촉하도록 재치되는 것으로 특징지워진다.

하나 또는 그 이상의 성형 롤러와 같은 제2 성형공구의 사용은 설계와 관련하여 더 큰 자유도를 제공하고 변형 부분이 원 공작물의 직경 바깥쪽으로 연장되는 방식으로 공작물을 변형시키는 것을 가능하게 해주는데, 이는 상술한 종래기술에 의한 방법 및 장치로는 불가능한 것이다. 공작물이 금속 실린더인 경우, 이는 변형과정 후에 변형된 단부가 부분적으로 또는 전체적으로 금속 실린더의 비변형 부분의 외주 바깥쪽에 위치하게 된다는 것을 의미한다.

게다가, 변형과정 중에 공작물 상에 가해지는 하중이 현저하게 저감되어질 수 있어, 상대적으로 작은 벽 두께를 가진 공작물을 성형하는 것도 가능하게 될 것이다. 1.5 mm의 최소 벽 두께의 원통형 시작 재료가 촉매 컨버터를 위한 상기 하우징을 위해 자주 사용되지만, 본 발명은 예컨대 1.2 mm 이하의 작은 벽 두께를 가진 재료를 변형시키는 것을 가능하게 해준다.

복잡한 형상이 (동일 공작물 상에서의) 상기 변형과정 중에 및/또는 변형 단계들 사이에 한편의 클램핑 디바이스와 다른 한편의 공구를 적어도 하나의 축선을 중심으로 서로에 대해 상대적으로 피벗함으로써 얻어질 수 있다. 적어도 2개의 축선들 또는 공통 평면 상의 상기 축선들의 각각의 투사선들이 서로에 대해 일정 각도(예컨대 90°)를 이루고 있는 상태에서의 2개 또는 그 이상의 축선을 중심으로 한 피벗은 여러 방향으로 복잡한 형상을 제작하는 것을 가능하게 해준다.

본 발명은 또한 연속벽과 바람직하게 상술한 방법에 의해 변형된 적어도 하나의 개방단부를 가지고 있고, 상기 단부의 에지의 적어도 일부분이 변형 후에 공작물의 외주 바깥쪽에 위치하게 되는 중공의 공작물에 관한 것이다. 그와 같은 공작물은 2개의 개방단부 중의 적어도 하나의 에지의 적어도 일부분이 공작물의 비변형 부분의 외주 바깥쪽에 위치되는 방식으로 변형된 2개의 개방단부를 가지고 있는 원통형 또는 타원형 보디나 적어도 본 발명의 방법에 의해 변형될 수 있는 상당 보 디를 포함하고, 금속 보디의 비변형 부분을 직통하는 평면 상의 상기 개방단부들의 중심축선의 투사선들은 서로에 대해 180°보다 작은 일정 각도를 이루고 있다.

이에 더하여, 본 발명은 그와 같은 공작물을 포함하고 있는 예컨대 자동차와 같은 차량용 촉매 컨버터에 관한 것이다.

발명의 완전성을 기하기 위해, 일본 특허출원 08-224625호가 캔(can)의 네크 직경이 성형 롤러에 의해 감소되는 동시에 디테이너(detainer)가 캔 내에 구비되어 있는 방식을 개시하고 있다는 것에 주목하였다. 상기 디테이너는 캔의 네크의 내측 표면을 지지하는 기능만 할 뿐, 상기 네크를 변형시키는 데 이용되는 것이 아니다.

본 발명은 본 발명에 의한 방법과 장치의 다수의 실시예를 보여주는 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명될 것이다.

도 1은 2개의 성형 헤드와 하나의 고정된 공작물을 포함하고 있는 본 발명에 의한 성형장치의 부분 단면으로 도시된 개략적인 상부 평면도,

도 2는 도 1의 성형장치의 측면도,

도 3은 성형장치의 일부가 90°의 각도로 회전되어 있는 도 1의 성형장치의 측면도,

도 4 및 5는 도 1의 성형장치 상에서 실행되는 본 발명에 의한 방법의 여러 단계들을 개략적으로 도시한 도면,

도 6 및 7은 단일의 성형 헤드와 회전가능한 공작물을 포함하고 있는 본 발 명에 의한 성형장치의 제2 실시예의 부분 단면으로 도시된 개략적인 상부 평면도,

도 8은 도 6 및 7에 의한 성형장치의 변형 형태의 부분 단면으로 도시된 개략적인 상부 평면도,

도 9는 도 6 및 7의 성형장치 상에서 실행되는 본 발명에 의한 제2 방법의 여러 단계들을 도시한 도면,

도 10, 11 및 12는 공작물이 회전될 수 있게 해주는 본 발명에 의한 성형장치의 제4 실시예의 부분 단면으로 도시된 개략적인 상부 평면도,

도 13 및 14는 도 10-12의 성형장치 상에서 실행되는 본 발명에 의한 제2 방법의 여러 단계들을 개략적으로 도시한 도면.

여러가지 실시예에서 서로 상응하거나 실질적으로 동일한 기능을 가지는 부품들은 동일한 부재번호로 나타내어질 것이다.

도 1은 제1 성형 헤드(2), 제2 성형 헤드(3) 및 예컨대 이미 변형된 것으로 도시된 금속 실린더(5)와 같은 공작물을 클램핑하기 위한 척(4)을 포함하고 있는 성형장치(1)를 도시하고 있다. 2개의 성형 헤드(2, 3)는 그 위에 2개의 가이드 레일(7)이 장착되는 베이스플레이트(6)를 포함하고 있다. 가이드(8)가 상기 레일(7) 위에 뻗어있고, 이 가이드 상에 제2 세트의 가이드 레일(9)이 장착되고, 이 가이드 레일(9)은 상기 제1 레일(7)에 대해 직각으로 뻗어있다. 상기 제2 세트의 레일 상에 가이드(10)가 존재하고, 이 가이드(10)는 하우징(11)을 지지하고, 하우징(11) 내에서 성형 롤러(13)와 상기 성형 롤러(13)를 이동시키기 위한 수단을 포함하고 있는 어셈블리(12)가 베어링(14) 내에 장착되어 있다.

성형 롤러(13) 각각은 로드(15)의 한 단부 상에 회전가능하게 장착되고, 순서적으로 로드(15)는 웨지형 요소(16)의 일부분 상에 장착되거나 웨지형 요소(16)의 일부분을 형성하고 있고, 웨지형 요소(16)는 성형 롤러의 방향으로 폭이 넓어지게 되어 있다. 성형 롤러(13)와 그것들의 각각의 로드(15) 및 웨지형 요소(16)는 각각 어셈블리(12)의 회전축선(17)에 대해 반경방향 내외로 이동될 수 있다. 이를 위해, 웨지형 요소(16) 각각은 웨지형 가이딩 맨드릴(18) 상에 장착되어 있고, 가이딩 맨드릴(18)의 두께는, 웨지형 요소(16)와 그에 따른 로드(15) 및 롤러(13)가 맨드릴(18)의 외향 이동시에는(도면의 오른쪽 방향) 반경방향으로 회전축선(17)을 향해 그리고 맨드릴(18)의 내향 이동시에는(도면의 왼쪽 방향) 반경방향으로 회전축선(17)으로부터 멀어지도록 가압되는 방식으로, 성형 롤러(13)의 방향으로 선형적으로 감소하고 있다.

본 발명에 따라, 어셈블리(12)는 성형 롤러(19)(이하 내부 롤러(19)라 함)를 더 포함하고 있고, 이 내부 롤러(19)는 성형 롤러(13)와 실질적으로 동일한 방식으로, 즉 로드(20)의 한 단부 상에 회전가능하게 장착되고 로드(20)가 순서적으로 내부 성형 롤러(19)의 방향으로 폭이 넓어지는 웨지형 요소(21)의 일부분 상에 장착되거나 웨지형 요소(21)의 일부분을 형성하는 방식으로 어셈블리(13) 내에 장착되어 있다. 요소(21)는, 요소(21)와 그에 따른 로드(20) 및 롤러(19)가 맨드릴(22)의 외향 이동시에는 반경방향으로 회전축선(17)을 향해 그리고 맨드릴(22)의 내향 이동시에는 반경방향으로 회전축선(17)으로부터 멀어지도록 가압되는 방식으로, 웨 지형 맨드릴(22) 상에 장착되어 있다.

도 1에서, 내부 롤러(19)는 공작물(5) 내로 이동되어 있고 공작물(5)의 내측 벽과 접촉하도록 재치되어 있다. 공작물(5)의 벽은 상기 내부 롤러(19)에 의해 바깥쪽 방향, 즉 공작물(5)에 의해 구획형성된 공동부(5)로부터 멀어지는 반경방향으로 변형될 수 있다. 성형 롤러(13)와 내부 롤러(19)는 대개는 동일 평면 내에 위치되고, 이 평면은 이 실시예에 있어 회전축선(17)에 수직하게 뻗어있어, 벽은 변형위치에서 상기 롤러들(13, 19) 사이에 있게 된다.

어셈블리(12)는 롤러(13, 19)로부터 멀리 떨어진 측면 상에 외부 기어(25)를 포함하고 있고, 이 기어는 전동기(28)의 구동 샤프트(27)의 단부 상에 장착된 피니언(26)과 짝을 이루고 있다. 따라서, 어셈블리(12)는 전동기(28)에 의해 회전될 수 있다.

어셈블리(12)는 또한 피스톤(30)에 의해 반경방향으로 링(18)과 그에 따른 성형 롤러(13)를 이동시킬 수 있는 유압 실린더(29), 피스톤 로드(31) 및 압력 플레이트(32)를 포함하고 있다. 본 설명의 기본구조 내에서, 성형 롤러(13)의 반경방향 이동은 Z-방향으로 나타내어질 것이다.

링(22)과 그에 따른 내부 롤러(19)는 유압 실린더(33) 및 중공의 피스톤 로드(34)에 의해 반경방향으로 이동될 수 있고, 동시에 하우징(11)은 유압 실린더(35, 36)에 의해 전체적으로 상기 가이드 레일(7, 9)을 따라 이동될 수 있다. 본 설명의 기본구조 내에서, 내부 롤러(19)의 반경방향 이동은 W-방향으로 나타내어질 것이다. 회전축선(17)에 평행한 하우징(11)의 이동과 상기 회전축선(17) 에 수직한 하우징(11)의 이동은 각각 X-방향과 Y-방향으로 나타내어질 것이다.

제2 성형 헤드(3)는 성형 헤드(2)와 사실상 동일하지만, 추가적으로 피벗 포인트(37)를 중심으로 피벗운동도 할 수 있어, 상기 성형 헤드(3)에 의해 가공되고 있는 공작물(5)의 단부는 예컨대 90°의 각도만큼 변형될 수 있다. 추가로, 축선(37)이 이동될 수 있도록 해주는 어셈블리(38)가 제공되며, 이에 대해서는 아래에 보다 상세히 설명될 것이다.

도 4 및 5는 금속 실린더(5)의 한쪽 개방단부가 도 1에 의한 성형장치(1)의 성형 헤드(3)에 의해 변형될 수 있는 방법을 25 단계로 개략적으로 도시하고 있다. 동시에, 실린더(5)의 다른쪽 단부는 성형 헤드(2)에 의해 가공될 수 있다. 단계 1은 공작물(5)이 척(4) 내에 클램핑되는 시작위치를 보여주고 있다. 이미 초기 기계가공 단계를 거치고 실린더(5)의 다른 부분보다 작은 직경을 가지고 있는 상기 단부는 다음으로 어셈블리(12)를 회전시키고, 성형 롤러들(13, 19)을 실린더(5)의 외측 표면 및 내측 표면과 각각 접촉하도록 재치시키고, 상기 롤러들을 각각 반경방향으로 회전축선(17)을 향해 그리고 회전축선(17)으로부터 멀어지게 이동시키고, 동시에 성형 헤드를 피벗 포인트(37)를 중심으로 일정 각도(β)만큼 피벗함으로써 변형된다(단계 2). 이에 의해 성형 롤러(13, 19)(Z-방향 및 W-방향), 어셈블리(12)(X-방향 및 Y-방향) 및 성형 헤드(각도(β)만큼)의 복합적인 유동성 이동이 얻어지는 방식으로 여러개의 구동수단이 제어되고, 그 결과로써 굽힘부(40)가 형성된다.

성형 헤드(3)가 각도(β)만큼 피벗된 후에, X-방향으로의 어셈블리(12)의 이동이 계속되어, 실린더(5)의 원래의 개방단부보다 작은 직경을 가지고 실린더의 다 른 부분에 대해 일정 각도(β)로 뻗어있는 원통형 부분(41)이 남게 된다(단계 3).

그런 다음 성형 롤러들(13, 19)은 반경방향 외측으로 그리고 반경방향 내측으로 각각 이동되어, 상기 롤러들(13, 19)과 실린더(5)의 외측 표면 및 내측 표면 각각과의 사이의 접촉이 중단된다(단계 4). 어셈블리(12)는 원통형 부분(41)을 따라 X-방향 및 Y-방향으로 굽힘부(40)와 상기 원통형 부분(41) 사이의 전이점까지 복귀이동된다.

상기 사이클은 성형 헤드(3)를 각도(β)만큼 피벗하고 어셈블리(12)를 병진이동시켜 조절함으로써(단계 5, 단계 2와 실질적으로 동일) 그리고 어셈블리(12)를 X-방향 및 Y-방향으로 병진이동시킴으로써(단계 6, 단계 3과 실질적으로 동일) 반복되며, 여기에서 원통형 부분(41)의 직경은 추가로 감소된다. 그런 다음 상기 롤러들과 상기 원통형 부분(41) 사이의 접촉은 중단되고, 어셈블리는 굽힘부(40)와 원통형 부분(41) 사이의 전이 영역으로 복귀된다(단계 7, 단계 4와 실질적으로 동일).

벽두께, 기계적 강도, 강성 및 탄성 신장율과 같은 공작물의 특성값에 따라, 단계 2-4는 원하는 직경의 감소와 예컨대 90°와 같은 원하는 각도가 얻어질 때 까지 반복되어진다. 공작물의 성질이 각도(β)가 예컨대 사이클 당 15°또는 8°보다 커서는 안될 것을 요구하는 경우, 각각 전체 6 및 12회의 사이클이 상기 변형을 위해 요구될 것이다.

도 4에 도시된 작업들이 실행된 후에, 피벗 포인트(37)는 어셈블리(38)에 의해 도 5에 도시된 시작위치로 이동된다(단계 13). 도 4 (단계 2-12)의 작업이 반 복되고(단계 14-25), 여기에서 각도(β)는 반대방향으로 되고, S-자 굽힘이 실린더(5)의 단부에 얻어진다.

도 3에 도시된 바와 같이, 성형장치(1)의 성형 헤드(3)는 또한 성형 헤드(2)의 회전축선(17)을 중심으로 피벗될 수도 있어, 공작물(5)의 굽힘은 하나의 동일한 가상 평면 내에서의 굽힘에 한정되는 것은 아니다. 작업과 작업 사이 또는 작업들 중의 회전축선(17)을 중심으로 한 성형 헤드(3)의 피벗은 공작물(5)의 변형 부분의 중심축선이 3차원 형상을 취하는 것을 가능하게 해준다.

도 6 및 7은 본 발명에 의한 성형장치(1)의 상대적으로 단순한 제2 실시예를 도시하고 있는데, 여기에서 공작물(5)은 스핀들 케이싱(61) 내에 장착되고 전동기(도시 안됨)에 의해 축선(17)을 중심으로 회전될 수 있는 회전가능한 척(60) 내에 공지의 방식으로 클램핑된다. 성형 헤드(62)는 어셈블리(12)를 포함하고 있고, 이 어셈블리(12)는, 공작물(5)에 대해 상대적인 어셈블리(12)의 예외적으로 높은 회전속도가 요구되는 경우에는 물론 구동수단이 제공될 수 있겠지만, 고정되어 있고 회전될 필요가 없다. 도 8은 도 6 및 도 7에 의한 성형장치(1)의 변형예를 도시하고 있는데, 여기에서 성형롤러(13)와 내부 롤러(19) 각각은 그들의 어셈블리(12, 12')의 일부를 형성하고 있다. 이는 성형 롤러(13)에 대해 완전히 독립적으로 내부 롤러(19)를 제어하는 것을 가능하게 해주는데, 이는 특수 제품을 위해 요구될 수 있다.

도 9는 금속 실린더(5)의 한쪽 개방단부가 도 6 및 7에 의한 성형장치(1)의 성형 헤드(62)에 의해 형성될 수 있는 방법을 12 단계로 개략적으로 도시하고 있 다. 단계 1은 공작물(5)이 척(60) 내에 클램핑되는 시작위치를 도시하고 있다. 이미 하나의 작업을 거치고 실린더(5)의 다른 부분보다 작은 직경을 가지고 있는 상기 단부는 다음으로 척(60)을 회전시키고, 성형 롤러들(13, 19)을 실린더(5)의 외측 표면 및 내측 표면과 각각 접촉하도록 재치시키고, 상기 롤러들을 각각 반경방향으로 회전축선(61)을 향해 그리고 회전축선(61)으로부터 멀어지게 이동시키고, 이어서 어셈블리(12)를 Y-방향으로 일정 거리(y) 조절함으로써 변형된다(단계 2). 그런 다음 어셈블리(12)가 X-방향으로 병진이동되는 작업이 이어져, 편심된 원통형 부분(41)이 남겨지고, 이 원통형 부분은 일정 거리(y)에 걸쳐 실린더(5)의 원래의 개방단부보다 작은 직경을 가진다(단계 3). 그런 다음 성형 롤러들(13, 19)은 각각 반경방향 외측으로 그리고 반경방향 내측으로 이동되어, 상기 롤러들(13, 19)과 실린더(5)의 벽의 외측 표면 및 내측 표면 각각과의 사이의 접촉이 중단된다(단계 4). 어셈블리(12)는 X-방향으로 시작위치의 X-위치로 원통형 부분(41) 내로 복귀이동된다.

상기 사이클은 일정 거리(y)에 걸쳐 어셈블리(12)를 조절하고(단계 5, 단계 2와 실질적으로 동일) 어셈블리(12)를 X-방향으로 병진이동시킴으로써(단계 6, 단계 3과 실질적으로 동일) 반복되며, 여기에서 원통형 부분(41)의 직경이 추가적으로 감소된다.

공작물의 특성값에 따라, 단계 2-4는 원하는 직경의 감소와 편심이 얻어질 때까지 반복되며, 여기에서 변형 부분의 벽은 실린더의 다른 부분의 외주 바깥쪽에 위치될 수 있다.

도 10-12는 본 발명에 의한 성형장치(1)의 제4 실시예를 도시하고 있는데, 여기에서 공작물(5)은 회전될 수 있을 뿐만 아니라, 피벗 포인트(65)를 중심으로 피벗될 수도 있다. 이를 위해, 척(66)은 하우징(68) 내의 슬롯(67) 내에 장착된다. 상기 하우징(68)은 프레임(도시 안됨) 내에 회전가능하게 장착되고, 척(66)의 반경방향 조절을 위한 유압 실린더(69, 70), 척(66)의 반경방향 이동량을 측정하기 위한 게이지(도시 안됨), 전체적인 균형맞춤을 위한 카운트웨이트(72), 및 공작물(5)의 피벗량을 측정하기 위한 게이지(도시 안됨)를 더 포함하고 있다.

도 13 및 14는 금속 실린더(5)의 한쪽 개방단부가 도 1에 의한 성형장치(1)의 성형 헤드(3)에 의해 변형될 수 있는 방법을 25 단계로 개략적으로 도시하고 있다. 단계 1은 공작물이 척(4) 내에 클램핑되는 시작위치를 도시하고 있다. 상기 단계들은 도 4 및 5의 단계들과 유사하며, 여기에서 피벗 포인트(37)의 이동은 어셈블리(12)를 X-방향 및 Y-방향으로 이동시킴으로써 주어진다.

당연한 것으로서, 본 발명에 의한 성형장치는 제어 유니트에 의해서와 함께 사람에 의해서도 작동되어질 수 있다. 그와 같은 제어 유니트는 예컨대, 성형 롤러가 원하는 제품 또는 중간 제품으로 공작물을 변형시키기 위한 하나 또는 그 이상의 소정의 경로를 추종하는 방식으로, 메모리 내에 저장된 제어 프로그램에 따라 성형 롤러를 X-방향, Y-방향, 및 반경방향으로 이동시키기 위한 수단을 제어하기 위해 배열된다.

본 발명이 앞에서 원통형 금속 공작물을 기본으로 하여 설명되었지만, 예컨대 타원형, 대략적인 삼각형 또는 멀티로브형 섹션과 같은 비원형 섹션의 공작물에 대해 본 발명을 실시하는 것도 가능하다.

결론적으로, 본 발명은 상술한 실시예들에 국한되지 않으며, 청구범위에 한정된 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 여러가지 방식으로 변형될 수 있다.

Claims (17)

1. 공작물(5)이 클램핑 디바이스(4; 60; 66) 내에 클램핑되고, 제1 성형공구(13)가 공작물(5)의 외측 표면에 접촉하도록 재치되고, 상기 공작물(5)과 상기 공구(13)가 서로에 대해 상대적으로 회전축선(17)을 중심으로 회전되고, 공작물(5)이 상기 제1 공구(13)에 의해 변형되도록 되어 있는, 적어도 하나의 개방단부를 가진 중공의 공작물(5)을 변형시키기 위한 방법에 있어서, 제2 성형공구(19)가 공작물(5)에 의해 구획형성된 공동부 내로 재치되어, 중공의 공작물(5)의 내측 표면과 접촉하게 되고, 공작물(5)이 상기 제2 공구(19)에 의해 변형되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 한편의 상기 공작물(5)과 다른 한편의 상기 제1 및 제2 공구(13, 19)는, 클램핑된 공작물(5)의 중심축선에 대해 편심적으로 뻗어 있게 되는 조건과 일정 각도를 이루어 뻗어 있게 되는 조건 중의 한 가지 조건 또는 두 가지 모두의 조건을 충족시키도록 배치되는 회전축선(17)을 중심으로, 서로에 대해 상대적으로 회전될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 공구(13, 19)는 적어도 일부분의 작업 중에 동일한 평면 내에서 회전하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 한편의 클램핑 디바이스(4; 60; 66)와 다른 한편의 상기 공구(13, 19)는 동일 공작물 상에서의 상기 변형 중의 시간과 변형 단계들 사이의 시간 중의 한 가지 시간 또는 두 가지 모두의 시간 동안 서로에 대해 상대적으로 적어도 하나의 축선(37)을 중심으로 피벗되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 한편의 상기 클램핑 디바이스(4; 60; 66)와 다른 한편의 상기 공구(13, 19)는 상기 변형 중의 시간과 변형 단계들 사이의 시간 중의 한 가지 시간 또는 두 가지 모두의 시간 동안 서로에 대해 상대적으로 적어도 2개의 축선(37, 17)을 중심으로 피벗되고, 여기에서 적어도 2개의 상기 축선(37, 17) 또는 상기 축선(37, 17)의 각각의 공통 평면상의 투사선들은 서로에 대해 일정 각도를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 4 항에 있어서, 적어도 하나의 상기 축선(37)은 상기 변형 중의 시간과 변형 단계들 사이의 시간 중의 한 가지 시간 또는 두 가지 모두의 시간 동안 이동되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 초기 기계가공을 거친 후의 가공은 하나의 유동성 이동의 과정 중에 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 적어도 하나의 개방단부를 가진 변형될 중공의 공작물(5)을 클램핑하기 위한 클램핑 디바이스(4; 60; 66)와, 공작물(5)이 가공되는 동안에 공작물(5)의 외측 표면과 접촉되도록 재치될 수 있고 공작물(5)이 안쪽 방향으로 변형될 수 있게 해주는 제1 성형공구(13)와, 상기 공작물(5)을 가공하기 위해 상기 공구(13)가 공작물(5)에 대해 하나 또는 그 이상의 미리 설정해둔 경로를 추종할 수 있는 방식으로 상기 공작물(5)과 상기 공구(13)를 서로에 대해 상대적으로 회전시키기 위한 구동수단(25, 26, 28)을 적어도 포함하고 있는 성형장치(1)에 있어서, 상기 성형장치(1)는, 공작물(5)의 내측 벽이 바깥쪽으로 변형될 수 있는 방식으로, 공작물(5) 내로 도입되어 공작물(5)의 내측벽과 접촉되도록 재치될 수 있는 적어도 하나의 제2 성형공구(19)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 성형장치(1).
9. 제 8 항에 있어서, 상기 구동수단(25, 26, 28)은 한편으로 상기 공작물(5)을 회전시킬 수 있고, 상기 제1 및 제2 공구(13, 19)는 다른 한편으로 클램핑된 공작물(5)의 중심축선에 대해 편심적으로 뻗어 있게 되는 조건과 일정 각도를 이루어 뻗어 있게 되는 조건 중의 한 가지 조건 또는 두 가지 모두의 조건을 충족시키도록 배치되는 회전축선(17)을 중심으로 서로에 대해 상대적으로 회전될 수 있는 것을 특징으로 하는 성형장치(1).
10. 제 8 항에 있어서, 한편의 상기 클램핑 디바이스(4; 60; 66)와 다른 한편의 상기 공구(13, 19)는 적어도 하나의 축선(37)을 중심으로 서로에 대해 상대적으로 피벗가능한 것을 특징으로 하는 성형장치(1).
11. 제 10 항에 있어서, 한편의 클램핑 디바이스(4; 60; 66)와 다른 한편의 공구(13, 19)는 적어도 2개의 축선(37, 17)을 중심으로 피벗가능하고, 여기에서 적어도 2개의 상기 축선(37, 17) 또는 상기 축선(37, 17)의 공통 평면상의 투사선들 은 서로에 대해 일정 각도를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 성형장치(1).
12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 적어도 하나의 축선(37)은 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 성형장치(1).
13. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 공작물(5)을 위한 클램핑 디바이스(4; 60; 66)는 회전될 수 있는 것을 특징으로 하는 성형장치(1).
14. 제 13 항에 있어서, 공작물(5)을 클램핑하기 위한 척(66)은 상기 클램핑 디바이스 내에 피벗가능하게 그리고 병진이동가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 성형장치(1).
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