KR100412420B1 - 충격단조 성형기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소화기용 용기 또는 가스용기 등과 같이 고압의 충전물을 충전하는 고압용기를 이음매 없이 일체형으로 제조하는 충격단조 성형기에 관한 것이다.

본 발명에 따른 충격단조 성형기는 소정의 각도로 경사진 다이(3)를 구비한 본체(1)와, 상기 본체(1)의 다이(3)에 놓여진 소재를 성형하는 펀치(11)와, 상기 다이(3)에 장착되어 상기 펀치(11)에 의해 성형된 제품을 펀치(11)에서 분리시키는 탈형장치(21)와, 상기 펀치(11)가 장착되는 램(13)과, 상기 램(13) 둘레에 구비되어 램(13)의 이동을 안내하는 가이드(27)와, 상기 램(13)에 연결되는 링크 장치(31)와, 상기 펀치(11)의 스트로크를 조절하기 위해 링크 장치(31)의 고정점의 위치를 변경할 수 있는 스트로크 조정장치(41)와, 상기 링크 장치(31)를 구동시키기 위해 상기 링크 장치(31)의 구동점에 연결되는 동력전달 장치(51)와, 상기 동력전달 장치(51)로 동력을 전달하는 구동모터(71)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

충격단조 성형기{IMPACT FORGING MACHINE}

본 발명은 소화기용 용기 또는 가스용기 등과 같이 고압의 충전물을 충전하는 고압용기를 이음매 없이 일체형으로 제조하는 충격단조 성형기에 관한 것으로서, 보다 상세히는 동력전달이 기계식으로 전달되며 금형이 소정의 각도로 기울어져 펀치가 소정의 각도로 기울어진 상태에서 제품을 성형하는 충격단조 성형기에 관한 것이다.

이음매가 없는 고압용기를 성형하는 충격단조 성형기는 특허 제 58877호에 기술되어 있다. 상기 충격단조 성형기는 직립형이고 펀치의 작동이 유압에 의해 이루어진다.

그러나, 상기와 같은 종래의 충격단조 성형기는 펀치가 다이를 가격할 때 발생하는 힘이 바닥 기초부로 직접 전달되기 때문에 바닥 기초부를 크고 깊게 만들어야 하고, 직립형으로 되어 있어 소재를 다이로 이송하기 어렵고 성형된 제품을 배출시키기 위해 별도의 이송장치가 구비되어야 하는 단점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 바닥 기초부로 전달되는 힘을 줄여 바닥 기초부 공사를 위한 비용을 크게 절감할 수 있으며, 별도의 제품 배출장치없이 자유낙하에 의해 제품을 배출할 수 있도록 하기 위해 동력전달이 기계식으로 전달되며 금형이 소정의 각도로 기울어져 펀치가 소정의 각도로 기울어진 상태에서 제품을 성형할 수 있는 충격단조 성형기를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 충격단조 성형기는 소정의 각도로 경사진 다이를 구비한 본체와, 상기 본체의 다이에 놓여진 소재를 성형하는 펀치와, 상기 다이에 장착되어 상기 펀치에 의해 성형된 제품을 펀치에서 분리시키는 탈형장치와, 상기 펀치가 장착되는 램과, 상기 램 둘레에 구비되어 램의이동을 안내하는 가이드와, 상기 램에 연결되는 링크 장치와, 상기 펀치의 스트로크를 조절하기 위해 링크 장치의 고정점의 위치를 변경할 수 있는 스트로크 조정장치와, 상기 링크 장치를 구동시키기 위해 상기 링크 장치의 구동점에 연결되는 동력전달 장치와, 상기 동력전달 장치로 동력을 전달하는 구동모터로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 본체는 빗변이 바닥 기초부에 다수의 고정 수단에 의해 고정된 직각삼각형 형태로서 X축선에 대해 Z축선이 소정의 경사각을 이루는 것을 특징으로 한다. 상기 경사각은 15。∼ 45。이고, 바람직하게는 30。 이다.

상기 다이는 본체의 하단부에서 Z축선에 대해 직각으로 설치되어 소재를 올려놓는 레스트가 본체의 경사각과 같은 각도로 경사지게 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 탈형장치는 다이에 장착되는 2개의 지지대와, 상기 2개의 지지대에 의해 지지되는 프레임으로 구성되며, 상기 프레임이 상기 지지대를 따라 이동되어 높이 조절이 가능한 것을 특징으로 한다.

상기 프레임은 중앙에 펀치가 통과하는 구멍이 형성되고, 상기 구멍 주위에 스톱퍼가 장착되며, 상기 스톱퍼는 펀치의 크기에 따라 폭 조절이 가능한 것으로 이때에는 프레임을 교체하여 해결한다.

상기 가이드가 본체에 경사각과 같은 각도로 경사지게 장착되어, 상기 가이드를 따라 이동하는 램이 소정의 각도로 경사진 상태로 이동하게 되는 것을 특징으로 한다.

상기 링크 장치는 일단이 램에 핀절점 형태로 연결되고 타단이 구동점에 핀절점 형태로 연결되는 제 1 로드와, 일단이 구동점에 핀절점 형태로 연결되고 타단이 고정점에 핀절점 형태로 연결되는 제 2 로드로 구성되며, 동력전달장치의 커넥팅 로드가 구동점에 연결되어 상기 커넥팅 로드에 의해 구동점이 원운동을 하므로서 램이 가이드를 따라 직선운동하게 되는 것을 특징으로 한다.

상기 스트로크 조정장치는 링크장치의 고정점을 포함하는 제 1 브라켓이 경사져 있으며, 상기 제 1 브라켓의 경사면에 대응되게 사다리꼴 형상의 조정핀이 배치되고, 상기 조정핀 다음에 브라켓을 잡아당길 수 있는 길이조절수단이 구비된 제 2 브라켓이 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 동력전달 장치는 구동모터에 장착되는 구동풀리와, 상기 구동풀리에 벨트에 의해 연결되는 제 1 종동풀리와, 상기 제 1 종동풀리를 관통하는 제 1 샤프트와, 상기 제 1 샤프트의 양단에 각각 배치되는 제 2 종동풀리와, 상기 제 2 종동풀리에 벨트에 의해 연결되는 플라이 휠과, 상기 플라이 휠을 연결하는 제 2 샤프트와, 상기 제 2 샤프트에 장착되며 상기 플라이 휠 내측에 배치되는 제 1 기어와, 상기 제 2 샤프트에 장착되며 상기 플라이 휠 외측에 각각 배치되는 클러치와, 상기 제 1 기어와 클러치 사이에 각각 배치되는 브레이크와, 상기 제 1 기어와 맞물려 연동하는 제 2 기어와, 상기 제 2 기어를 연결하는 크랭크 샤프트와, 상기 크랭크 샤프트에 연결되는 커넥팅 로드로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 충격단조 성형기를 도시한 개략 측면도

도 2는 도 1의 탈형장치를 도시한 상세도

도 3은 본 발명에 따른 충격단조 성형기를 도시한 개략 평면도

도 4는 본 발명의 충격단조 성형기에 있어서 크랭크 샤프트의 회전 운동이 링크장치의 직선 운동으로 변환되는 것을 도시한 개략도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 본체 3 : 다이

11 : 펀치 13 : 램

21 : 탈형장치 27 : 가이드

21 : 링크 장치 41 : 스트로크 조정장치

51 : 동력전달 장치 71 : 구동모터

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 충격단조 성형기는 소정의 각도로 경사진 다이(3)를 구비한 본체(1)와, 상기 본체(1)의 다이(3)에 놓여진 소재를 성형하는 펀치(11)와, 상기 다이(3)에 장착되어 상기 펀치(11)에 의해 성형된 제품을 펀치(11)에서 분리시키는 탈형장치(21)와, 상기 펀치(11)가 장착되는 램(13)과, 상기 램(13) 둘레에 구비되어 램(13)의 이동을 안내하는 가이드(27)와, 상기 램(13)에 연결되는 링크 장치(31)와, 상기 펀치(11)의 스트로크를 조절하기 위해 링크 장치(31)의 고정점의 위치를 변경할 수 있는 스트로크 조정장치(41)와, 상기 링크 장치(31)를 구동시키기 위해 상기 링크 장치(31)의 구동점에 연결되는 동력전달 장치(51)와, 상기 동력전달 장치(51)로 동력을 전달하는 구동모터(71)로 구성된다.

상기 본체(1)는 빗변이 바닥 기초부(5)에 다수의 고정 수단(7)에 의해 고정된 직각삼각형 형태로서 X축선(9)에 대해 Z축선이 소정의 경사각(a)을 이룬다. 상기 고정 수단(7)은 브라켓일 수 있으며, 상기 경사각(a)은 15。∼ 45。이며, 바람직하게는 30。 정도이다.그 이유는 상기 경시각이 큰 경우에는 높이가 높은 삼각형 형태의 성형기가 이루어지지 때문에 내부에 구성요소들이 배치하여도 불필요한 공간이 생기에 되고, 부피가 커지기 때문에 운반 및 설치가 용이하지 못한 점이 생기게 된다.

또한 상기 다이(3)는 본체(1)의 하단부에서 Z축선에 대해 직각으로 설치되어 소재를 올려놓는 레스트(4)가 본체(1)의 경사각(a)과 같은 각도로 경사지게 된다. 이와같이 다이(3)가 경사각(a)과 같은 각도로 설치되기 때문에 펀치(11)에 의해 충격을 받았을 때 벡터의 원리에 의해 충격력이 X축 방향과 Y축 방향으로 분해되어 바가 기초부(5)에 직접 가해지는 충격이 현저하게 감소하게 된다. 이 때 Y축 방향으로 전달되는 힘은 본체(1)에 흡수된다.

상기 램(13)은 분당 30∼60회의 왕복운동을 하고, 바람직하게는 약 45회를 왕복운동한다.

상기 탈형장치(21)는 도 2에 도시된 바와같이 다이(3)에 장착되는 지지대(22, 23)와, 상기 지지대(22, 23)에 의해 지지되는 프레임(24)으로 구성되며, 상기 프레임(24)이 상기 지지대(22, 23)를 따라 이동되어 높이 조절이 가능하다. 상기 프레임(24)은 중앙에 펀치(11)가 통과하는 구멍(25)이 형성되고, 상기 구멍(25) 주위에 스톱퍼(26)가 장착되며, 상기 스톱퍼(26)는 펀치의 크기에 따라 폭 조절을 위하여 프레임 (24)을 교환하는 방식을 사용한다,즉, 스톱퍼 (26)는 도 2에서와 같이 펀치 (11)가 작동후 성형된 물품이 딸려 올 때 스톱퍼 (26)에 걸려서 성형된 물품이 하방으로 배출되는 구조를 가지고 있다. 따라서 스톱퍼 (26)의 위치 이동을 위하여는 프레임 (24)의 교환이 필요하고 프레임 (24)의 교환은 도 2에서와 같이 양쪽 지지대 (22)(23)에 체결된 볼트 (부호없슴)로서 교환을 하게 된다.

상기 가이드(25)가 본체(1)에 경사각(a)과 같은 각도로 경사지게 장착되어, 상기 가이드(25)를 따라 이동하는 램(13)이 소정의 각도로 경사진 상태로 이동하게 된다.

상기 링크 장치(31)는 일단이 램(13)에 핀절점 형태로 연결되고 타단이 구동점(33)에 핀절점 형태로 연결되는 제 1 로드(32)와, 일단이 구동점(33)에 핀절점 형태로 연결되고 타단이 고정점(35)에 핀절점 형태로 연결되는 제 2 로드(34)로 구성되며, 동력전달장치(51)의 커넥팅 로드(52)가 구동점(33)에 연결되어 상기 커넥팅 로드(52)에 의해 구동점(33)이 고정점(35)을 축으로 하여 원운동을 하므로서 램(13)이 가이드(27)를 따라 직선운동하게 된다. 이 때, 제 1 로드(32)와 제 2 로드(34)와 램(13)이 일직선이 되었을 때 펀치(11)가 다이(3)를 가격하여 제품을 성형하는 시점이 되고, 제 1 로드(32)와 제 2 로드(34)가 서로 직각을 이룰 때 램(13)이 가이드(25)를 따라 최대로 상승된 위치에 위치하게 된다.

상기 스트로크 조정장치(41)는 링크장치(31)의 고정점(35)을 포함하는 제 1 브라켓(42)이 경사져 있으며, 상기 제 1 브라켓(42)의 경사면에 대응되게 사다리꼴 형상의 조정핀(43)이 배치되고, 상기 조정핀(43) 다음에 브라켓(42)을 잡아당길 수 있는 길이조절수단(44)이 구비된 제 2 브라켓(45)이 배치된다. 이것에 의해 조정핀(43)을 화살표(46) 방향으로 이동시킨 후, 길이조절수단(44)을 화살표(47) 방향으로 이동시키면 제 1 브라켓(42)이 이동하여 링크장치(31)의 고정점(35)의 위치가 변경된다.즉, 길이조절수단 (44)은 직접 제 1브라켓 (42)에 연결되어 있어 이 길이조절수단에 의하여 링크장치 (31)의 고정점 (35)의 위치가 조절되어 펀치 (11)의 가격길이가 일단 조절된후 조정핀 (43)을 사용하여 고정하게 된다.따라서 고정점 (35)을 포함하고 있는 제 1브라켓 (42)과 조정핀 (43)이 서로 경사방향으로 맞대고 고정될때에 조정핀 (43)의 관통홈 (도시생략)을 제 1브라켓 (42)에 직접 연결된 길이조절수단 (44)이 관통되어 고정하게 된다.

따라서 고정시 조정핀 (43)을 볼트로서 조이게 되면, 조정핀 (43)이 하방으로 내려가면서 경사방향으로 제 1브라켓 (42)을 경사 방향으로 밀게 되면서 밀착된 상태로 견고히 고정되고, 펀치 (11) 타격에 의한 후방에 미치는 힘을 양쪽으로 분배시켜 안정되게 고정된다.그리고 도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 동력전달 장치(51)는 구동모터(71)에 장착되는 구동풀리(53)와, 상기 구동풀리(53)에 벨트(54)에 의해 연결되는 제 1 종동풀리(55)와, 상기 제 1 종동풀리(55)를 관통하는 제 1 샤프트(56)와, 상기 제 1 샤프트(56)의 양단에 각각 배치되는 제 2 종동풀리(57a, 57b)와, 상기 제 2 종동풀리(57a, 57b)에 벨트(58)에 의해 연결되는 플라이 휠(59a, 59b)과, 상기 플라이 휠(59a, 59b)을 연결하는 제 2 샤프트(60)와, 상기 제 2 샤프트(60)에 장착되며 상기 플라이 휠(59a, 59b) 내측에 배치되는 제 1 기어(61a, 61b)와, 상기 제 2 샤프트(60)에 장착되며 상기 플라이 휠(59a, 59b) 외측에 각각 배치되는 클러치(62a, 62b)와, 상기 제 1 기어(61a, 61b)와 클러치(62a, 62b) 사이에 각각 배치되는 브레이크(63a, 63b)와, 상기 제 1 기어(61a, 61b)와 맞물려 연동하는 제 2 기어(64a, 64b)와, 상기 제 2 기어(64a, 64b)를 연결하는 크랭크 샤프트(65)와, 상기 크랭크 샤프트(65)에 연결되는 커넥팅 로드(52)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 상기 동력전달 장치(51)는 다음과 같이 작동한다.

전원(도시하지 않음)이 턴온되어 구동모터(71)가 회전하면, 구동모터(71)의 구동풀리(53)에 벨트(54)에 의해 연결된 제 1 종동풀리(55)가 외전하게 되고, 이것에 의해, 제 1 샤프트(56)가 회전하여 제 2 종동풀리(57a, 57b)가 회전하게 된다. 그리고, 상기 제 2 종동풀리(57a, 57b)에 벨트(58)에 의해 연결된 플라이 휠(59a, 59b)이 회전하고, 상기 플라이 휠(59a, 59b)을 연결하는 제 2 샤프트(60)가 회전하게 되어, 제 1 기어(61a, 61b)가 회전하게 되어, 상기 제 2 샤프트(60)에 맞물린 제 2 기어(64a, 64b)로 동력이 전달되고, 상기 제 2 기어(64a, 64b) 사이의 크랭크 샤프트(65)가 회전하므로서 커넥팅 로드(52)에 의해 링크장치(31)의 구동점(33)이 고정점(35)을 축으로 하여 원운동을 하게 된다. 이 때 클러치(62a, 62b) 및 브레이크(63a, 63b)에 의해 동력전달이 단속될 수 있다.

특히 상기 동력전달장치 (51)에는 그 운동력을 전달하는 링크장치 (31)을 복수개 구성시켜 상기 링크장치 (31)들에 맞물려 연동하는 제 2 기어(64a, 64b) 및 크랭크 샤프트(65)을 통하여 펀치 (11)에 동력을 가할수 있게 구성되어 있어 펀치 (11)에 보다 큰 힘을 가할 수가 있다.상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 충격단조 성형기는 다음과 같이 작동한다.

구동모터(71)의 동력이 동력전달장치(51)로 전달되면, 크랭크 샤프트(65)에 부착된 커넥팅 로드(52)에 의해 도 4에 도시된 것과 같이 링크장치(31)의 구동점(33)이 고정점(35)를 기준으로 하여 화살표 방향(37) 방향으로 회전하므로서 제 1 로드(32)에 의해 원운동이 직선운동으로 변환되므로서 램(13)이 가이드를 따라 하강운동을 하게 되며, 이것에 의해 상기 램(13)에 장착된 펀치(11)가 다이(3)로 하강하여 다이(3)에 놓여진 소재를 성형하게 된다. 이 때 펀치(11)가 다이(3)를가격할 때 발생하는 충격은 벡터의 원리에 의해 도 1에 도시된 바와같이 Y축 방향으로 전달되는 힘이 하여 현격하게 감소하게 되어 기초 바닥부(5)에 가해지는 힘이 현격하게 감소하게 된다. 그리고 펀치(11)가 상승 운동을 할 때 상기 펀치(11)에 부착된 성형 제품이 하게 될 때 탈형장치(21)의 스톱퍼(26)에 의해 펀치(11)에서 분리되어 배출된다. 이 때 제품은 자유낙하 방식으로 하부로 떨어진 후, 소재가 공급되는 방향의 반대편으로 배출된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 충격단조 성형기는 바닥 기초부로 전달되는 힘을 줄여 바닥 기초부 공사를 위한 비용을 크게 절감할 수 있으며, 별도의 제품 배출장치없이 자유낙하에 의해 제품을 배출할 수 있는 효과가 잇다.

위의 설명한 본 발명에 따른 충격단조 성형기의 실시예는 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것으로서, 본 발명은 위에서 설명한 실시예에 한정되지 않는다. 이 분야에 기술을 가진 자라면, 이외에 여러 가지 방식을 첨부한 특허청구범위에 벗어남 없이 본 발명에 따른 충격단조 성형기를 변형할 수 있을 것이다.

Claims (11)

1. 다이(3)에 놓여진 소재를 성형하는 펀치(11)와, 상기 다이(3)에 장착되어 성형된 제품을 펀치(11)에서 분리시키는 탈형장치(21)를 구비한 본체 (1)와;

   상기 펀치(11)가 장착되는 램(13)과, 상기 램(13) 둘레에 구비되어 램(13)의 이동을 안내하는 가이드(27)와, 상기 램(13)에 연결되는 링크 장치(31)와;

   상기 링크 장치(31)를 구동시키기 위해 상기 링크 장치(31)의 구동점에 연결되는 동력전달 장치(51)로 구성된 성형기에 있어서,

   상기 본체 (1)는 빗변이 바닥 기초부(5)에 직각삼각형 형태로서 X축선(9)에 대해 Z축선이 일정한 경사각(a)을 갖도록 구성하고, 그내부에 형성되는 다이, 펀치 및 상기 링크장치 (31)가 상기 경사각을 갖고 형성하도록 구성한 것을 특징으로 하는 충격단조 성형기.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 본체 (1)가 갖은 경사각(a)은 15。∼ 45。인 것을 특징으로 하는 충격단조 성형기.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 본체 (1)가 갖은 경사각(a)은 바람직하게 30。 인 것을 특징으로 하는 충격단조 성형기.
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 탈형장치(21)는 다이(3)에 장착되는 지지대(22, 23)와, 상기 지지대(22, 23)에 의해 지지되는 프레임(24)으로 구성되며, 상기 프레임(24)이 상기 지지대(22, 23)를 따라 이동되어 높이 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 충격단조 성형기.
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 링크 장치(31)는 일단이 램(13)에 핀절점 형태로 연결되고 타단이 구동점(33)에 핀절점 형태로 연결되는 제 1 로드(32)와, 일단이 구동점(33)에 핀절점 형태로 연결되고 타단이 고정점(35)에 핀절점 형태로 연결되는 제 2 로드(34)로 구성되며, 동력전달장치(51)의 커넥팅 로드(52)가 구동점(33)에 연결되어 상기 커넥팅 로드(52)에 의해 구동점(33)이 원운동을 하므로서 램(13)이 가이드(27)를 따라 직선운동하게 되는 것을 특징으로 하는 충격단조 성형기.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 동력전달장치 (51)에 그 운동력을 전달하는 링크장치 (31)을 복수개 구성시켜 상기 링크장치 (31)들에 맞물려 연동하는 제 2 기어(64a, 64b) 및 크랭크 샤프트(65)을 통하여 펀치 (11)에 동력을 가할수 있게 구성한 것을 특징으로 하는 충격단조 성형기.
11. 삭제