KR100208509B1 - 다층나선관의 성형방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 띠금속판 소재를 연속적으로 둥글게 말아 여러겹으로 겹쳐지게 성형되는 다층나선관의 비틀림 및 내구성이 좋고 나선관 절단이 용이하도록한 다층나선관의 성형방법 및 그 장치에 관한 것이다.

즉, 소재를 연속적으로 공급하여 소정간격으로 절단구멍을 천공하고 이를 일직선상으로 공급하여 산과 골을 가진 파형판으로 절곡성형한 다음 파형판을 겹층으로 말아 감으면서 다층나선관을 성형하고 성형된 다층나선관에 있는 절단구멍 부분을 절단하는 방법으로 다층나선관을 얻게되고 권취상태의 띠금속판 소재를 연속적으로 공급하는 공급부(10)와, 띠금속판 소재에 소정간격으로 절단구멍을 형성하는 천공부(20)와, 소재의 공급간격 및 공급시기에 맞게 조절하여 일직선상으로 공급하는 공급조정부(30)와, 소재를 나선관으로 성형할 수 있게 파형판으로 절곡성형하는 파형성형부(40)와, 파형판을 투입하여 성형롤에 의해 파형판이 자연적으로 1피치씩 이동하여 성형롤에 의해 파형판이 자연적으로 1피치씩 이동하여 겹층으로 말아감으면서 다층나선관성형이 이루어지는 나선관 성형부(50)로 이루어진 다층나선관의 성형장치이다.

Description

다층나선관의 성형방법 및 그 장치

본 발명은 띠금속판 소재를 연속적으로 둥글게 말아 여러겹으로 겹쳐지게 성형되는 다층나선관에서 다층나선관의 비틀림 및 내구성이 좋고 절단성형이 용이하도록 한 다층나선관의 성형방법 및 그 장치에 관한 것이다.

종래의 다층나선관 성형장치(실용공고 95-9778호)에서는 공급되는 띠금속판 소재가 상하로 배치된 비나선형 성형롤 사이를 통과하는 과정에서 파형판으로 절곡되고 이 파형판의 선단부는 성형롤 사이로 끼어들어가 말림으로써 다층나선관으로 성형되게 한 것이었다. (제13도 참조)

이렇게 띠금속판 소재를 성형롤에 의해 파형판으로 절곡함과 아울러 곧바로 둥글게 말아 성형하기 때문에 비틀림이 좋지않게되고 롤링할 때 구부러질려고 하는 중심선(인장과 압축이 일어나지 않는선), 즉 골과 산의 중간위치에서 파형절곡부가 발생되어 성형롤과 중심선 사이는 압축이 일어나서 꺽이거나 주름이 발생되고 중심선 바깥쪽은 인장이 발생되므로 압축이 일어나는 부분에서는 자연스럽게 적층되지 못하고 또한 제품은 나선형이지만 성형롤과 보조롤은 평행이므로 적층시 강한 밀착력이 발생되어 다층나선관의 비틀림이 일어나지 않으므로 내구성이 떨어질 뿐만 아니라 나선관 성형후에 나선관을 소정길이로 절단할 때 용융절단을 하기 때문에 슬러지가 발생하므로 나중에 자동차 엔진배기관 등으로 연결하는 용접작업에 어려움이 많았다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 연속적으로 공급되는 띠금속판 소재를 천공부에서 나선관 절단길이를 감안한 부위에 소정간격으로 절단구멍을 형성하고 파형성형부에서 소정간격의 산과 골을 가진 파형판으로 만든다음 나선관 성형부에서 성형롤에 의해 여러겹으로 겹쳐지는 다층나선관을 성형하고 상기 절단구멍 일측을 절단하는 방법으로 간편하게 제작이 가능케한 것이다.

제1도는 본 발명의 전체적인 구성 예시도.

제2도는 본 발명의 띠금속판 공급 및 천공부 확대도.

제3도는 본 발명의 파형판 및 나선관성형부 확대도.

제4도는 본 발명의 소재권취상태의 사시도.

제5도는 본 발명에 의한 금속판천공을 나타낸 평면도.

제6도는 본 발명에 의한 파형판체 사시도.

제7도는 본 발명에 의한 파형판체 측면도.

제8도는 본 발명의 나선관성형부의 작용예시도.

제9도는 본 발명의 성형안내롤 정면도.

제10도는 본 발명의 나선관 성형을 나타낸 예시도.

제11도는 본 발명의 나선관의 일부단면 및 절취부를 나타낸 정면도.

제12도는 본 발명에 의한 파형판의 나선관성형을 나타낸 롤링예시도로서,

(a)는 롤링부분 확대도.

(b)는 롤링부분 측단면 확대도.

제13도는 종래의 파형판의 나선관성형을 나타낸 롤링예시도로서,

(a)는 롤링부분 확대도.

(b)는 롤링부분 측단면 확대도.

제14도는 본 발명에 또다른 성형보조롤에 따른 롤링예시도로서,

(a)는 롤링부분 확대도.

(b)는 롤링부분 측단면 확대도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 소재 2 : 절단구멍

3 : 파형판 4 : 나선관

10 : 공급부 11 : 공급판

14 : 로울 20 : 천공부

21,22 : 금형 23 : 공급로울

30 : 공급조정부 31 : 고정로울

32 : 가변로울 40 : 파형성형부

50 : 나선관성형부 50a : 투입안내판

51 : 성형안내롤 52 : 성형보조롤

53 : 감김안내롤 54 : 틈새

55 : 절단칼 56 : 점선표시부

이하 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도 내지 제3도는 본 발명의 전체적인 구성을 나타낸 것으로, 권취된 띠금속판 소재(1)를 연속적으로 공급하는 띠금속판 공급부(10)와 띠금속판 소재에 소정간격으로 절단구멍(2)을 형성하여 성형나선관(4)을 소정길이로 절단할 수 있게한 천공부(20)와, 소재를 펼쳐진 상태로 유지하여 공급간격 및 공급시기에 맞워 적정공급이 이루어지게 한 공급조정부(30)와, 소재를 나선관으로 성형할 수 있게 다수의 산과 골을 가진 파형판(3)으로 절곡성형하는 파형성형부(40)와, 파형판을 성형롤로 겹층으로 말아 다층나선관으로 만드는 나선관성형부(50)로 되어있다.

띠금속판 공급부(10)는, 공급판(11)에 제4도와 같은 권취상태의 띠금속판 소재(1)를 올려놓은 다음 일측의 로울(14)을 따라 천공부(20)로 소재를 연속적으로 공급시킨다.

천공부(20)는, 여러겹으로 겹쳐진 다층나선관의 일측피치를 절단하여 소정길이의 나선관을 얻을 수 있게 나선관성형후의 절단피치를 감안하여 금속판 소재표면에 제5도에서와 같이 소정간격으로 절단구멍(2)을 형성하되 이는 소재가 진행되는 위치에서 상하부 금형(21)(22)으로 천공작업을 하여 공급로울(23)에 의해 공급조정부(30)로 보내진다.

공급조정부(30)는, 다수의 고정로울(31)과 이와 행거형태로 지지된 가변로울(32)이 배치되어 펼쳐진 상태의 띠금속판 소재를 파형성형부(40)에 일직선 상으로 공급시킬 수 있게되며, 천공작업시 파형성형 및 다층나선관 성형장치가 정지하므로서 생기는 생산성저하를 막기 위하여 파형성형 및 다층나선관 성형시 연속작업을 할 수 있도록 공급을 조정한다.

파형성형부(40)는, 띠금속판 소재를 나선형으로 겹치게 감아서 성형할 수 있게 소재표면에 소정크기의 산과 골이 다수 배열되어 있는 파형판(3)을 제6도 및 제7도에 예시한 바와같이 성형하여 투입안내판(50a)을 거쳐 나선관 성형부로 보내게 된다.

나선관성형부(50)는, 파형판(3)이 성형되어 배출이 진행되는 위치에 투입안내판(50a)을 설치하고 그 후방에 산(51a)과 골(51b)이 형성된 성형안내롤(51)이 설치되고, 성형안내롤(51)의 바로 위쪽에 평면상의 성형보조롤(52)을 배치한다음 파형판(3)이 성형안내롤(51)과 성형보조롤(52)을 거쳐 관상으로 둥글게 말아 나선관으로 둘러말릴 수 있도록 나선관 둘레에 해당하는 원주곡면상에 산(53a)과 골(53b)이 형성된 감김안내롤(53)을 다수 배치하며, 나선관이 성형완료되는 원주상에 절단칼(55)을 설치한다.

상기 성형안내롤(51)은 제9도에 예시된 바와같이 선단부에서 파형판이 겹쳐지는 방향으로 산(51a)과 골(51b)의 지름이 점차적으로 작아지게 구성하여 파형판(3)을 단계적으로 겹층시킬 수 있게하고 구동축으로 파형판(3)을 둥굴게 말리도록 하는 방향으로 회전시킨다.

또, 성형보조롤(52)은 성형안내롤(51)의 바로 위에 다층나선관 성형시 적층되는 두께에 맞추어 틈새(54)를 두고 종동축으로 설치하고 롤 표면을 평면상으로 구성하여 파형판(3) 진입시에 성형되는 나선관 내경부분을 접지시킬 수 있게하여 롤링할 때 압축부분이 일어나지 않도록 중심선을 이동하는 역할을 하고 다층나선관의 측벽부분을 강제로 압축시키지 않으므로 자연스럽게 적층시킬 수 있고, 성형보조롤(52)과 성형안내롤(51) 사이의 틈새(54)는 파형판(3)을 단계적으로 겹층시킬 수 있게 폭이 점차적으로 넓어지도록 하는 것이 본 발명의 주요한 내용중의 하나이다.

또, 감김안내롤(53)은 파형판(3)이 성형안내롤(51)과 성형보조롤(52)을 통과하여 나선관으로 둘러말릴 수 있는 위치의 원주곡면사에서 종동축으로 설치하되 가변고정할 수 있게 구성하여 나선관 외경크기에 맞게 조정할 수 있게하고, 나선관 성형이 진행될때 성형안내롤(51)에서 1피치씩 이동하여 둘러말릴 수 있도록 감김안내롤(53)이 선단부를 성형나선관의 나선 각도에 맞추어 고정시킨다.

한편, 상기 성형보조롤(52)의 평면상으로된 롤표면에 널링메시를 내어 롤링작업시 파형판이 미끄러지지 않고 진입할 수 있도록 구성할 수도 있다.

또, 제14도에서는 성형보조롤(52)에 널링메시를 내지 않고 등간격안내홈(52a)을 형성하여 파형판을 미끄러지지 않고 롤링작업할 수 있게한 것이다.

도면중 미설명 부호 12는 베어링, 13은 마찰판이다.

이와같이 된 본 발명은 권취된 띠금속판소재(1)를 공급부(10)의 공급판(11) 상에서 천공부(20)에 연속적으로 공급하게 되면 천공부(20)에서는 성형나선관(4)의 절단길이를 감안하여 설정된 피치간격에 맞춰 절단구멍(2)을 상하부금형(21)(22)으로 소정간격으로 천공시켜 공급조정부(30)로 보내게 되고 공급조정부(30)에서는 권취된 상태의 피금속판소재(1)를 완전히 펼쳐진 상태로 유지시킴과 아울러 파형성형부(40)의 작업진행속도에 맞춰 소재를 일직선상으로 공급시킨다.

파형성형부(40)에서는 금속판 소재를 소정의 산과 골을 가진 파형판(3)으로 만들고 그 파형판(3)은 투입안내판(50a)으로 투입되어 나선관성형부(50)로 보내진다.

나선관성형부(50)에 투입된 파형판(3)의 하단은 성형안내롤(51)의 산(51a)과 골(51b)에 끼워지고 상측의 성형보조롤(52)에 접지되어 나선관이 둘러말릴 수 있는 방향으로 진행되어 나선관 원주곡면상으로 배치된 감김안내롤(53)에 의해 나선관형태로 둥글게 말려서 성형안내롤(51)에 재투입될때 파형판(3)의 선단부가 1피치씩 자연적으로 이동하여 감기게 된다.

이렇게 1피치씩 자연이동으로 여러겹으로 중첩되어 다층나선관(4)으로 성형되고 성형안내롤(51)의 산(51a)과 골(51b)에 의해 인장작용만 일어나므로 압축작용으로 생기는 주름발생을 방지하게 됨과 아울러 소재가 롤링할 때 성형안내롤(51)과 성형보조롤(52) 사이에서 억지끼움이 발생되지 않으므로 완성된 나선관 제품의 비틀림 및 내구성이 크게 향상되며 성형보조롤(52)이 평면상으로 구성되어 있어 나선관 직경조절이 용이하므로 직경이 크고 작은것을 다양하게 제작할 수 있고 나선관 성형부에 소재가 투입될 때 투입안내판(50a)에 의해 소재가 구부러지는 등의 불량발생요인을 제거할 수 있게 된다.

이렇게 하여 다층나선관(4)으로 성형이 진행되는 과정에서 나선관이 설정된 길이만큼 도달하게 되면 천공부(20)에서 천공시킨 소재의 절단구멍(2)이 나선관의 1피치 산을 절단시킨 상태로 만들어 주므로 제11도에서와 같이 절단구멍(2)의 선단부와 말단부가 서로 엇갈리는 지점의 점선표시부(56)만을 절단칼(55)로 절단함으로서 절단작업을 마무리하므로 절단작업이 간편하고 절단부위가 매끄럽게되어 나중에 배기관 등의 연결작업시에 용접 등을 용이하게 할 수 있게 된다.

이와같이 본 발명은 권취상태의 띠금속판 소재를 연속적으로 공급하는 공급부와, 띠금속판 소재에 소정간격으로 절단구멍을 형성하는 천공부와, 소재의 공급간격 및 공급시기에 맞게 조절하는 공급조정부와, 소재를 파형판으로 절곡성형하는 파형성형부와, 파형판을 겹층으로 말아 나선관을 자연적으로 성형시키고 그 성형된 나선관을 간단하게 절단하는 방법으로 다층나선관을 생산할 수 있게 되어 생산성이 향상되고 양질의 제품을 얻을 수 있는 이점이 있는 것이다.

Claims (3)

1. 소재를 연속적으로 공급하여 소정간격으로 절단구멍을 천공하고 이를 일직선상으로 공급하여 산과 골을 가진 파형판으로 절곡성형한 다음 파형판을 겹층으로 말아 감으면서 다층나선관을 성형하고 성형된 다층나선관에 있는 절단구멍 부분을 절단하는 방법으로 다층나선관을 얻게되는 다층나선관의 성형방법.
2. 권취상태의 띠금속판 소재를 연속적으로 공급하는 공급부(10)와, 띠금속판 소재에 소정간격으로 절단구멍을 형성하는 천공부(20)와, 소재의 공급간격 및 공급시기에 맞게 조절하여 일직선상으로 공급하는 공급조정부(30)와, 소재를 나선관으로 성형할 수 있게 파형판으로 절곡성형하는 파형성형부(40)와, 파형판을 투입하여 성형롤에 의해 파형판이 자연적으로 1피치씩 이동하고 겹층으로 둘러말리면서 다층나선관으로 만들어지는 나선관 성형부(50)로 이루어진 다층나선관의 성형장치.
3. 제2항에 있어서, 나선관성형부(50)는; 파형판 진입위치에 투입안내판(50a)을 설치하고 그 후방에 산(51a)과 골(51b)을 소정간격으로 형성한 성형안내롤(51)과 성형안내롤(51)의 바로 위쪽에 성형보조롤(52)을 배치하고 나선관 둘레에 해당하는 원주곡면상에 산(53a)과 골(53b)을 소정간격으로 형성한 감김안내롤(53)을 배치하고 원주곡면상에 절단칼(55)을 설치하여서된 다층나선관의 성형장치.