KR100290215B1 - 침목 와이어의 절곡 성형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 침목 와이어의 절곡 성형장치에 관한 것으로서, 동일한 길이로 절단된 복수의 와이어(W2)의 양단을 지지하여 상하로 적층되도록 하는 홀더(12); 상기 적층된 와이어(W2)와 일면에서 접하도록 고정되는 다이(11); 상기 와이어(W2)가 푸셔(13)를 개재하여 가압되며 다이(11) 상에서 'ㄷ'자로 절곡되도록 하는 전방 실린더(23); 상기 와이어(W2)가 푸셔(14)를 개재하여 가압되며 다이(11) 상에서 'ㄱ'자로 절곡되도록 하는 좌측 실린더(24); 상기 와이어(W2)가 푸셔(15)를 개재하여 가압되며 다이(11) 상에서 'ㄱ'자로 절곡되도록 하는 우측 실린더(25); 상기 와이어(W2)가 푸셔(16)를 개재하여 가압되며 다이(11) 상에서 이탈되도록 하는 상방 실린더(26); 상기 각각의 실린더(23)(24)(25)(26)에 오일을 공급하여 적절한 유압이 형성되도록 하는 유압장치(10); 상기 유압장치(10)의 유로를 전환하여 각 실린더(23)(24)(25)(26)의 전진 또는 후진동작을 가능하게 하는 각각의 전자 전환밸브(33)(34)(35)(36); 그리고 상기 각 전자 전환밸브(33)(34)(35)(36)의 작동을 위한 다수의 입력 스위치와 제어부를 지니는 컨트롤 패널(20)을 포함한다.

따라서 철도용 콘크리트 침목을 제조하는 현장에서 침목에 사용되는 다수의 보강용 와이어를 하나의 장치로 동시에 성형하여 품질의 균일성 및 생산성을 향상하는 효과가 있다.

Description

침목 와이어의 절곡 성형장치{Wire bending apparatus for concrete sleeper}

본 발명은 침목 와이어의 절곡 성형장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 철도용 콘크리트 침목을 제조하는 현장에서 침목에 사용되는 다수의 보강용 와이어를 동시에 성형하는 침목 와이어의 절곡 성형장치에 관한 것이다.

도 1은 콘크리이트 침목의 제조과정의 일부를 나타내는 예시도로서, 금형(M)의 내측에 복수의 와이어(W1)를 길이 방향으로 설치하고, 금형(M)의 상측으로 숄더(P)를 설치하고, 금형(M)의 내측에 콘크리이트(C)를 투입하고, 고온의 증기를 공급하여 콘크리이트(C)를 양생하고, 침목간의 와이어(W1)를 절단하고 금형으로부터 침목을 인출하여 적재하는 공정으로 이루어진다.

이러한 콘크리트 침목은 목재 침목에 비해 가격이 저렴하고 산림을 훼손하지 않는 이점이 있으나 강성이 약하여 기차의 운행에 따라 반복적으로 충격 하중이 작용함으로써 내구성이 저하될 우려가 있으므로 복수의 와이어(W1)외에 이와 직교하며 감싸는 복수의 보조 와이어(W2)를 이용하여 프레임을 구성하기도 한다.

이때 보조 와이어(W2)는 통상 4개소의 절곡부를 지니는데 종래에는 와이어(W2)의 절곡 성형이 작업자에 의해 수동적으로 진행되기 때문에 성형 치수의 균일성을 유지하기 곤란하고 작업시간이 많이 소요되는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 철도용 콘크리트 침목을 제조하는 현장에서 침목에 사용되는 다수의 보강용 와이어를 하나의 장치로 동시에 성형하여 품질의 균일성 및 생산성을 향상하는 침목 와이어의 절곡 성형장치를 제공하는데 있다.

도 1은 콘크리이트 침목의 제조과정의 일부를 나타내는 예시도,

도 2는 본 발명에 따른 장치의 주요 구성을 나타내는 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 유압 및 전기배선을 나타내는 블록도,

도 4는 본 발명에 따른 작동의 일예를 나타내는 플로우 차트,

도 5a, 5b, 5c는 본 발명에 따른 장치에서 와이어가 성형되는 상태를 나타내는 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 유압장치11: 다이

12: 홀더13, 14, 15, 16: 푸셔

20: 컨트롤 패널23: 전방 실린더

24: 좌측 실린더25: 우측 실린더

26: 상방 실린더27: 플로우 컨트롤 밸브

28: 릴리프 밸브33, 34, 35, 36: 전자 전환밸브

LS: 리미트 스위치S: 솔레노이드

W1, W2: 와이어

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 침목 와이어의 절곡 성형장치는, 동일한 길이로 절단된 복수의 와이어(W2)의 양단을 지지하여 상하로 적층되도록 하는 홀더(12); 상기 적층된 와이어(W2)와 일면에서 접하도록 고정되는 다이(11); 상기 와이어(W2)가 푸셔(13)를 개재하여 가압되며 다이(11) 상에서 'ㄷ'자로 절곡되도록 하는 전방 실린더(23); 상기 와이어(W2)가 푸셔(14)를 개재하여 가압되며 다이(11) 상에서 'ㄱ'자로 절곡되도록 하는 좌측 실린더(24); 상기 와이어(W2)가 푸셔(15)를 개재하여 가압되며 다이(11) 상에서 'ㄱ'자로 절곡되도록 하는 우측 실린더(25); 상기 와이어(W2)가 푸셔(16)를 개재하여 가압되며 다이(11) 상에서 이탈되도록 하는 상방 실린더(26); 상기 각각의 실린더(23)(24)(25)(26)에 오일을 공급하여 적절한 유압이 형성되도록 하는 유압장치(10); 상기 유압장치(10)의 유로를 전환하여 각 실린더(23)(24)(25)(26)의 전진 또는 후진동작을 가능하게 하는 각각의 전자 전환밸브(33)(34)(35)(36); 그리고 상기 각 전자 전환밸브(33)(34)(35)(36)의 작동을 위한 다수의 입력 스위치와 제어부를 지니는 컨트롤 패널(20)을 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 장치의 주요 구성을 나타내는 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 유압 및 전기배선을 나타내는 블록도이다.

본 발명에 따르면 동일한 길이로 절단된 복수의 와이어(W2)의 양단을 지지하는 홀더(12)를 설치하여 와이어(W2)가 상하로 적층되도록 한다. 와이어(W2)는 홀더(12)의 상부로부터 일렬로 적층되는데 성형이 진행되는 순간 홀더(12)로부터 원활하게 이탈되어야 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 적층된 와이어(W2)와 일면에서 접하도록 다이(11)를 설치한다. 다이(11)는 와이어(W2)의 성형시 고압이 작용하므로 소정의 강도와 내마모성을 지니는 소재를 사용한다. 참고적으로 약 60개의 와이어(W2)를 동시에 성형하는 경우 130㎏/㎠ 정도의 압력이 작용한다.

또, 본 발명에 따르면 와이어(W2)를 성형하기 위한 전방 실린더(23), 좌측 실린더(24), 우측 실린더(25)와 성형된 와이어(W2)를 인출하기 위한 상방 실린더(26)를 설치한다. 전방 실린더(23)에는 와이어(W2)를 'ㄷ'자로 절곡하기 위한 푸셔(13)가 설치되고, 좌측 실린더(24) 및 우측 실린더(25)에는 와이어(W2)를 'ㄱ'자로 절곡하기 위한 푸셔(14)(15)가 설치된다.

상방 실린더(26)에는 와이어(W2)를 상방향으로 밀어 올리기 위한 푸셔(16)가 설치되는데, 푸셔(16)는 도 5a에 나타내는 것처럼 다이(11)의 측면에 형성되는 홈(11b)을 따라 상하로 이동하도록 설치한다.

전방 실린더(23)가 전진하면 그 푸셔(13)는 다이(11)의 두 모서리를 포함하는 면과 접촉하고, 좌측 실린더(24) 및 우측 실린더(25)가 전진하면 각각의 푸셔(14)(15)는 다이(11)의 한 모서리를 포함하는 면과 접촉한다. 좌측 실린더(24) 및 우측 실린더(25)는 다이(11)의 면이 아닌 모서리를 향하여 작동하도록, 즉 전방 실린더(23)의 작동방향과 직각이 아닌 45°를 이루도록 배치하면 푸셔(14)(15)를 통한 작용력의 효율적 이용이 가능하다.

또, 본 발명에 따르면 상기 각각의 실린더(23)(24)(25)(26)에 오일을 공급하여 적절한 유압이 형성되도록 하는 유압장치(10)를 사용한다. 유압장치(10)는 도 3에 나타내는 것처럼 모터, 유압펌프, 체크밸브, 압력계, 필터 등의 기본적인 구성을 지닌다. 각 실린더(23)(24)(25)(26)는 직렬로 연결하고 릴리프 밸브(28)를 통해 바이패스되는 유로를 형성한다. 마지막에 배치되는 상방 실린더(26)의 유로 상에는 플로우 컨트롤 밸브(27)를 설치하여 작업자에게 편리한 동작 속도로 조절되도록 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 유압장치(10)의 유로를 전환하여 각 실린더(23)(24)(25)(26)의 전진 또는 후진동작을 가능하게 하는 각각의 전자 전환밸브(33)(34)(35)(36)를 사용한다. 도 3을 참조하면 실린더(23)(24)(25)(26)는 단동식보다는 복동식을 사용하고, 전자 전환밸브(33)(34)(35)(36)는 솔레노이드(S1∼S8)로 작동되고 스프링력으로 복귀하는 4포트 3포지션 형식을 사용한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 전자 전환밸브(33)(34)(35)(36)의 작동을 위한 다수의 입력 스위치와 제어부를 지니는 컨트롤 패널(20)을 설치한다. 컨트롤 패널(20)은 일련의 동작을 순서적으로 수행하기 위한 것으로서 제어부에는 PLC를 사용하면 무난하다. 입력 스위치는 도시하지 않았으나 전원 스위치, 연속동작 스위치, 구분동작 스위치, 비상정지 스위치 등이 있으며 각 실린더(23)(24)(25)(26)의 전진 및 후진 상태를 검출하기 위한 리미트 스위치(LS1∼LS8)도 포함된다.

이러한 컨트롤 패널(20)은 각 실린더(23)(24)(25)(26)의 리미트 스위치(LS1∼LS8)로부터 신호를 입력받아 전방 실린더(23), 좌측 실린더(24), 우측 실린더(25) 순으로 작동하여 성형한 후 상방 실린더(26)를 작동하여 와이어(W2)가 인출되도록 하는 알고리즘을 수행한다.

도 4 및 도5를 이용하여 좀더 구체적으로 설명하는 바, 도 4는 본 발명에 따른 작동의 일예를 나타내는 플로우 차트가 도시되고, 도 5a, 5b, 5c는 본 발명에 따른 장치에서 와이어가 성형되는 상태를 나타내는 구성도가 도시된다. 이하에서 인용하지 않은 부호는 도 2 및 도 3을 참조한다.

작업자가 컨트롤 패널(20)에서 전원 스위치를 온하면 본 발명에 따른 동작이 시작되고, 이후 소정의 길이로 절단된 와이어(W2)를 홀더(12)에 적층한 후 컨트롤 패널(20)에서 연속동작 스위치나 구분동작 스위치를 조작한다. 단계 ST11에서는 비상정지인지 판단하여 'Y'라면 더 이상의 진행을 중지하고 단계 ST19에서 경보를 작동하나, 'N'라면 단계 ST12에서 연속동작이 입력되었는지 판단한다.

단계 ST12에서 'Y'라면 단계 ST13에서 전방 실린더(23)를 전진시켜 와이어(W2)가 도 5a의 상태가 되도록 하고, 단계 ST14에서 좌측 실린더(24)를 전진시켜 와이어(W2)가 도 5b의 상태가 되도록 한 후 좌측 실린더(24)를 후진시키고, 단계 ST15에서 우측 실린더(25)를 전진시켜 와이어(W2)가 도 5c의 상태가 되도록 한 후 우측 실린더(25)를 후진시키고, 단계 ST16에서 전방 실린더(23)를 후진시켜 와이어(W2)의 구속을 해제하고, 단계 ST17에서 상방 실린더(26)를 전진시켜 성형완료된 와이어(W2)가 다이(11)로부터 이탈되도록 한 후 최초의 상태로 복귀한다.

만일 단계 ST12에서 'N'라면 단계 ST18에서 구분동작이 수행되는데, 전술한 단계 ST13 내지 단계 ST17에서 이루어지는 총 8단계의 동작이 한 단계씩 구분하여 진행된다. 다음 단계로의 전환은 컨트롤 패널(20)에서 하나 또는 복수의 스위치를 통해 매번 입력하는 것에 의해 수행된다. 이러한 구분동작은 장치를 점검하는 등의 목적으로 사용하는 것이 가능하다.

이때 본 발명의 다이(11)는 절곡시 스프링백을 고려하여 일면에 경사홈(11a)을 지닌다. 도 5b에 나타내는 것처럼 특히 와이어(W2)의 절곡부 중 내측으로 향하는 일단부는 경사홈(11a)에 의해 90°이상 절곡되도록 하면 스프링백의 영향으로 벌어지는 것을 최소화할 수 있다.

한편, 도 4에서 본 발명의 수행을 위한 실린더(23)(24)(25)(26)의 작동순서는 예시적인 것으로서 시스템의 구성에 따라 다양한 변경이 가능하다. 단계 ST11의 비상정지는 오동작에 의한 경우 외에, 유압장치(10)의 압력계를 통한 유압이 적정치를 벗어나는 경우에도 수행되도록 할 수 있다.

상술한 바와 같은 구성 및 작용에 따르면 본 발명의 장치는 철도용 콘크리트 침목을 제조하는 현장에서 침목에 사용되는 다수의 보강용 와이어를 하나의 장치로 동시에 성형하여 품질의 균일성 및 생산성을 향상하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 동일한 길이로 절단된 복수의 와이어의 양단을 지지하여 상하로 적층되도록 하는 홀더;

   상기 적층된 와이어와 일면에서 접하도록 고정되는 다이;

   상기 와이어가 푸셔를 개재하여 가압되며 다이 상에서 'ㄱ'자로 절곡되도록 하는 전방 실린더;

   상기 와이어가 푸셔를 개재하여 가압되며 다이 상에서 'ㄱ'자로 절곡되도록 하는 좌측 실린더;

   상기 와이어가 푸셔를 개재하여 가압되며 다이 상에서 'ㄱ'자로 절곡되도록 하는 우측 실린더;

   상기 와이어가 푸셔를 개재하여 가압되며 다이 상에서 이탈되도록 하는 상방 실린더;

   상기 각각의 실린더에 오일을 공급하여 적절한 유압이 형성되도록 하는 유압장치;

   상기 유압장치의 유로를 전환하여 각 실린더의 전진 또는 후진동작을 가능하게 하는 각각의 전자 전환밸브; 그리고

   상기 각 전자 전환밸브의 작동을 위한 다수의 입력 스위치와 제어부를 지니는 컨트롤 패널을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 침목 와이어의 절곡 성형장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 다이는 절곡시 스프링백을 고려하여 일면에 경사홈을 지니는 것을 특징으로 하는 침목 와이어의 절곡 성형장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤 패널은 각 실린더의 리미트 스위치로부터 신호를 입력받아 전방 실린더, 좌측 실린더, 우측 실린더 순으로 작동하여 성형한 후 상방 실린더를 작동하여 와이어가 인출되도록 하는 것을 특징으로 하는 침목 와이어의 절곡 성형장치.