KR100621400B1 - 다층중공관 및 굽힘장치와 성형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관의 제조에 관련되는 것이며, 특히 판상의 내측부재와 외측부재를 미리 구속시킨 후 통상의 관 성형장치로서 원형 혹은 트랙형 등의 단면을 가지는 중공관을 제공하고자 하며, 또한 이러한 중공관을 만들기 위한 굽힘장치와 일련의 과정을 거쳐 소재로부터 다층 중공관이 제조되는 다층 중공관 성형장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면 다층으로 적층된 소재가 관 형상으로 점차 성형되더라도 소재의 뒤틀림등이 없어 균일한 중공관을 제조할 수 있는 이점이 있으며, 외관도 보다 깔끔하게 되는 효과가 있게 된다

다층 중공관 굽힘장치 스틸 스테인레스관

Description

다층중공관 및 굽힘장치와 성형장치{multi-layer pipe and bending machine}

도 1 - 본 발명에 따른 다층 중공관의 바람직한 실시예에 대한 단면도.

도 2 - 본 발명에 따른 다층 중공관의 제1실시예에 대한 단면도.

도 3 - 본 발명에 따른 다층 중공관의 제2실시예에 대한 단면도.

도 4 - 본 발명에 따른 다층 중공관의 제3실시예에 대한 단면도.

도 5 - 본 발명에 따른 다층 중공관의 제4실시예에 대한 단면도.

도 6 - 본 발명에 따른 또 다른 형태의 다층 중공관의 단면도.

도 7 - 소재 굽힘장치의 개략적인 사시도.

도 8 - 굽힘장치에 의해 외측부재의 양단부가 굽혀지는 과정을 보여주는 작업공정도.

도 9 - 다층 중공관 성형장치에 대한 구성도.

<도면에 사용된 주요부호에 대한 설명>

10 : 내측부재 20 : 외측부재

20a: 제1외측부재 20b: 제2외측부재

30 : 보조부재 40 : 소재장입기

41 : 슬롯 50 : 굽힘기

55 : 롤 60 : 포밍기

70 : 용접기

본 발명은 관의 제조에 관련되는 것이고, 보다 구체적으로는 이종의 소재로된 판상부재를 적층시킨 상태에서 원형 또는 트랙형 등의 단면을 가지는 다층 중공관을 제조하는 것과 관련되며 또한 이를 위한 굽힘장치와 성형장치에 관한 것이다.

중공관을 제조하는 방법은 공지의 기술로서 여러가지 방법들이 있다.

그리고 다층으로 된 중공관도 이미 알려져 있다. 즉, 금속관의 내부에 합성수지로 피복하는 것 등이 있다.

일반적인 중공관의 제조의 경우에는 만네스만 압연기를 이용하는 방법이 있고, 그 외 압출로서도 제조가능하며 판상소재를 점차 원형으로 변형시키면서 양 단부를 용접하는 방법도 사용되고 있다.

특히 본 발명과 관련하여서는 이종의 금속 혹은 비철금속의 판재를 겹쳐 중공관의 형태로 성형하는 것과 관련된다.

이러한 중공관과 관련되는 종래기술로서 대한민국 특허출원번호 10-2001-0007750호의 복합이중파이프 및 복합이중파이프의 가압성형장치가 공지된 바 있다.

이것은 철봉의 외면에 스테인레스판을 원형으로 성형하여 이중으로 된 파이 프로 제조한 것이다. 하지만 상기 인용발명에 의한 이중파이프는 미리 철봉을 준비하고 이것에 스테인레스판을 성형하여 감싸므로서 이중파이프를 완성하게 되므로서 제조비용이 비싸게 되고 성형과정 중에 스테인레스판이 제 위치를 잡지 못하고 뒤틀릴 수 있다는 문제점이 있었다.

따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 이종재질의 판과 판을 소재로 하여 구성되는 중공관을 제조함에 있어서 저렴한 가격의 제품을 제공하고자 하며, 또한 관 형상으로 성형하기 전에 미리 판과 판을 구속시켜 성형과정 중에 뒤틀림 현상 등의 발생이 방지될 수 있도록 함으로서 우수한 품질을 가지는 다층 중공관을 제공하고자 한다.

그리고 본 발명은 이러한 중공관을 제조하는데 적합한 굽힘장치와 이를 포함하는 일련의 다층중공관 성형장치를 제공함을 목적으로 한다.

상술한 바와 같은 목적달성을 위한 본 발명은, 내측 부재와; 상기 내측 부재를 구속하도록 절곡되어진 외측부재;로 구성되어 관 형상으로 성형되어진 후 상기 외측부재의 접합부에서 용접되어지는 것을 기술적 요지로 하는 다층 중공관에 관한 것이며, 그리고 폭이 다르게 형성된 슬롯 속으로 내측부재와 외측부재가 투입되는 소재장입기와; 상하롤로 이루어지는 다수개의 롤로 구성되어 상기 외측부재의 양단부를 점차적으로 절곡시켜 상기 내측부재를 구속시키는 굽힘기;로 구성됨을 특징으로 하는 다층 중공관 소재 굽힘장치 및 상기 굽힘장치와 연이어 설치되는 포밍기와 용접기를구비하는 다층중공관 성형장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 다층 중공관의 또 다른 실시예로서는, 상기 내측부재와 외측 부재의 사이에 보조부재가 더 포함됨을 특징으로 하는 다층 중공관에 관한 것이다.

그리고 또 다른 실시예로서, 상기 외측부재는, 그 양단부가 ㄷ 자형으로 절곡되어 내측부재 또는 내측부재와 보조부재를 구속하게 됨을 특징으로 하는 다층 중공관에 관한 것이다.

이하에서, 본 발명에 따른 다층 중공관 및 굽힘장치 그리고 성형장치에 관해 구체적인 실시예를 통하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

첨부되는 도1은 본 발명에 따른 다층 중공관의 바람직한 실시예에 대한 단면도를 보여준다.

도시된 바와 같이, 상기 다층 중공관은 내측부재(10)와 외측부재(20)로 구성되며 상기 외측부재의 양단부가 내측부재를 구속하도록 절곡되어져 있다. 본 실시예에서는 상기 외측부재의 양단부를 ㄷ 자 형상으로 절곡시켜 내측부재를 구속하도록 한다. 관 형상으로 성형하기에 앞서 내측부재와 외측부재를 후술할 굽힘장치로서 내측부재가 외측부재에 의해 구속되도록 하며 이후 통상의 포밍기로서 관 형상으로 성형하고 상기 외측부재의 접합부를 용접시켜 다층 중공관이 완성된다.

즉, 상기 내측부재(10)는 원형으로 굽혀지고 양단부는 이격된 상태를 이루게 되며, 상기 내측부재의 외면을 감싸고 이격된 이격된 내측부재의 양단부를 구속하도록 절곡되어 마주보는 접합부를 형성하며 상기 접합부에서 용접처리됨으로 내측부재와 외측부재가 일체를 이루어 다층 중공관이 형성된다.

그리고 본 실시예에서는 상기 내측부재로서는 스틸판으로 하며 외측부재로서는 스테인레스판을 사용하여 중공관을 제조하도록 했으나, 그 재질은 사용개소나 용도등에 따라 다양한 금속 혹은 비철금속등의 소재를 혼용하여 사용할 수 있다.

여기에서는 비교적 얇은 스테인레스판과 다소 두꺼운 스틸판을 소재로 하여 중공관을 제조함으로서 표면부식이 방지될 수 있고 동시에 높은 강도를 가지는 중공관을 제공할 수 있게 된다.

이어서 본 발명의 제1실시예로서 첨부되는 도2와 같이 구성할 수도 있다. 즉, 내측부재(10)와 외측부재(20)가 구비되며 이와 더불어 상기 내측부재(10)와 외측부재(20) 사이에 보조부재(30)가 개재되는 구성을 가진다.

바람직하게는 상기 보조부재(30)는 외측부재(20)와 동일한 소재로 함이 적합하며, 여기에서는 보조부재도 스테인레스판으로 하도록 한다.

다음으로 본 발명의 제2실시예에 대해 설명하며 도3은 이에 대한 개략적인 단면도를 나타낸다.

외측부재(20)로서 내측부재(10)를 구속함에 있어서, 외측부재(20)의 양단부를 ㄱ 자형으로 절곡시키도록 함을 특징으로 하여 이후 포밍기로 성형하고 외측부재의 접합부를 용접하여 중공관을 완성한다.

그리고 보조부재(30)가 구비되는 경우에도 역시 동일하게 외측부재(20)의 양단부를 ㄱ 자형으로 절곡시켜 중공관을 제조할 수 있다.

다음으로 본 발명에 따른 다층 중공관의 제3실시예는 외측부재(20)의 단부를 ㄱ자형으로 절곡시키고 이어서 내측부재(10)의 내면과 맞닿은 부위에서 다시한번 절곡시키되 직각이 아닌 비스듬하게 경사지도록 한 것이다. 도4는 상기 제3실시예에 따른 다층 중공관의 단면도를 도시하고 있다.

또한, 본 발명에 따른 다층 중공관의 제4실시예는 도5에 나타낸 바와 같다. 즉, 여기에서는 내측부재(10)와 외측부재(20)로 구성되거나 내측부재(10), 보조부재(30) 그리고 외측부재(20)로 구성되는 중공관에 주름을 형성시킨 것임을 특징으로 한다.

다음으로, 본 발명에 따른 또 다른 형태의 다층 중공관에 대해 설명하기로 한다.

첨부되는 도6은 이에 대한 개략적인 단면도를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 상기 다층 중공관은 내측부재(10), 제1외측부재(20a), 그리고 제2외측부재(20b)로 구성된다.

제1외측부재(20a)의 단부가 ㄷ 자형으로 절곡되어 내측부재(10)를 구속하게 되며 제2외측부재(20b)가 제1외측부재(20a)와 반대방향으로 배치되어 그 단부가 역시 ㄷ 자형으로 절곡되어져 있다. 제2외측부재(20b)가 형성됨으로서 내측부재(10)는 밀폐되는 구조를 갖추게 된다.

이하에서는 상술한 다층 중공관을 성형함에 있어 내측부재를 외측부재로 구속함에 사용되는 소재 굽힘장치에 대해 설명하기로 한다.

상기 소재 굽힘장치는 크게 소재장입기(40)와 굽힘기(50)로 구성되며 첨부되는 도7은 상기 굽힘장치의 개략적인 구성을 보여주는 사시도이다.

소재장입기(40)는 도시된 바와 같이, 소재인 스틸판과 스테인레스판이 투입 되는 부위로서 폭이 다르게 형성된 슬롯(41)이 형성되어져 있다. 폭이 좁은 상부 슬롯으로는 내측부재인 스틸판이 투입되고 이보다 폭이 넓은 하부 슬롯으로는 외측 부재인 스테인레스판이 투입된다. 필요에 따라 상기 슬롯의 폭과 두께는 적당한 치수로 조정하여 사용하면 된다.

상기 소재장입기(40)와 인접하여 굽힘기(50)가 형성되는데, 상기 굽힘기는 상하롤로 이루어지는 다수개의 롤(55)이 연속적으로 배치되어진 것이다. 본 실시예에서는 6개의 롤이 구비되어져 외측부재의 양 단부를 점차적으로 절곡시켜 내측부재를 구속하도록 ㄷ 자형상으로 변형시키게 된다.

그리고 도8은 상기 굽힘장치에 의해 외측부재(20)의 양단부가 굽혀지는 과정을 보여주는 작업공정도를 도시한 것이다. 각 과정에 따라 적합한 상하롤을 제작하면 되므로 여기에서는 상하롤의 구체적인 형상에 대해서는 언급하지 않기로 한다.

내측부재(10)와 외측부재(20)가 밀착되어진 채로 상기 소재장입기(40)를 거쳐 제1롤을 거치게 되면 내측부재와 외측부재는 편평한 판상으로 밀착된 상태를 이루게 되며, 제2롤에 의해 외측부재(20)의 양단부는 대략 45도 상방으로 굽혀지게 된다.

이어서 제3롤에 의해 상기 외측부재의 양단부는 90도 방향으로 굽혀진다. 다음으로 제4롤에 의해 상기 외측부재의 양단부는 135도 방향으로 굽혀지고 제5롤에 의해 180도 방향으로 굽혀져 외측부재는 내측부재를 구속한 상태를 이루게 되는 것이다.

다음으로 판상의 소재로부터 다층 중공관을 성형하는 다층 중공관 성형장치에 대해 설명한다. 도9는 상기 다층 중공관 성형장치에 대한 개략적인 구성을 보여주는 구성도이다.

기본적으로 본 성형장치는 언급한 소재 굽힘장치를 포함하고 있으며, 이와 함께 공지의 포밍기(60)와 용접기(70)를 갖추고 있다.

즉, 상술한 굽힘장치로서 소재장입기(40)와 굽힘기(50)를 갖추고 소재는 언코일러(80)에 감겨져 있으며 소재들은 소재장입기를 거쳐 굽힘기로 투입되고 굽힘기에서 외측부재의 양단부는 절곡되어 내측부재를 구속하게 된다.

굽힘기(50)를 거쳐 결합된 소재들은 공지의 포밍기(60)를 거치게 됨으로서 점차적으로 원형으로 성형이 된다. 상기 포밍기는 널리 사용되고 있는 공지의 기술로서 원하는 형태로 성형하기 위한 다수의 롤로 구성된다. 포밍기에 의해 원하는 형상으로 성형이 되면 마지막으로 외측부재의 접합부를 통상의 용접기(70)로서 용접하게 된다.

한편, 상기 굽힘장치에 있어서 소재장입기 및 굽힘기의 구조는 내측부재와 외측부재의 결합형태나 수 등에 따라 적당하게 변경이 가능하며 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진자라면 자유로운 설계변경이 가능한 바, 상술한 다층중공관의 다양한 실시예에 따라 요구되는 굽힘장치에 대해서는 상세한 설명을 생략키로 한다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 다층 중공관은 저렴한 비용으로 다양한 기계적 성질을 요구하는 중공관을 제작할 수 있게 되며, 중공관으로 성형시에 소재의 뒤틀림등이 방지되어 우수한 제품을 제작할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 다층 중공관은 하나의 용접부위만을 가지므로 외관이 미려한 제품을 제공할 수 있다는 효과가 있다.

그리고 본 발명에 따른 소재 굽힘장치로 인해 관 형상으로 성형전 판상의 소재들을 이동없도록 구속시킬 수 있어 우수한 제품을 제조할 수 있는 기반을 제공할 수 있게 된다는 효과가 있다.

더불어 본 발명에 따른 다층 중공관 성형장치로서 판상 소재로부터 일련의 연속적인 과정을 통해 신속하고 우수한 제품을 다층 중공관을 제조할 수 있다는 효과도 있다.

Claims (9)

1. 원형으로 굽혀지고 양단부는 이격된 상태를 이루는 내측부재(10)와;

   상기 내측부재(10)의 외면 전체를 감싸며 이격된 내측부재의 양단부를 구속하도록 절곡되어 접합부를 형성하며 상기 접합부는 용접처리되는 외측부재(20)로 구성됨을 특징으로 하는 다층 중공관.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 다층 중공관은,

   내측부재(10)와 외측부재(20)의 사이에 보조부재(30)가 더 포함됨을 특징으로 하는 다층 중공관.
3. 제 1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 외측부재(20)는,

   그 양단부가 ㄷ 자형으로 절곡되어 내측부재 또는 내측부재와 보조부재를 구속하게 됨을 특징으로 하는 다층 중공관.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 외측부재(20)는,

   그 양단부가 ㄱ 자형으로 절곡되어 내측부재 또는 내측부재와 보조부재를 구 속하게 됨을 특징으로 하는 다층 중공관.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 외측부재(20)는,

   그 양단부가 ㄱ 자형으로 절곡되어진 후 재차 비스듬한 경사각을 유지하도록 절곡되어 상기 내측부재 또는 내측부재와 보조부재를 구속하게 됨을 특징으로 하는 다층 중공관.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 다층 중공관은,

   주름이 형성되어져 있는 것임을 특징으로 하는 주름을 가진 다층 중공관.
7. 내측부재(10)와;

   상기 내측부재를 구속하도록 그 양단부가 ㄷ자형으로 절곡되어지는 제1외측부재(20a)와;

   상기 내측부재(10)가 외부와 차단되게 제1외측부재(20a)를 감싸 구속되도록 그 양단부가 ㄷ자형을 절곡되어지는 제2외측부재(20b);로 구성되어 관 형상으로 성형되고 상기 제2외측부재의 접합부가 용접되는 다층 중공관.
8. 폭이 다르게 형성된 슬롯(41) 속으로 내측부재(10)와 외측부재(20)가 투입 되는 소재장입기(40)와;

   상하롤로 이루어지는 다수개의 롤(55)로 구성되어 상기 외측부재의 양단부를 점차적으로 절곡시켜 상기 내측부재를 구속시키는 굽힘기(50);로 구성됨을 특징으로 하는 다층 중공관 소재 굽힘장치.
9. 폭이 다르게 형성된 슬롯 속으로 내측부재와 외측부재가 투입되는 소재장입기(40)와;

   상하롤로 이루어지는 다수개의 롤로 구성되어 상기 외측부재의 양단부를 점차적으로 절곡시켜 상기 내측부재를 구속시키는 굽힘기(50)와;

   상기 굽힘기를 거쳐 나온 다층판을 점차 중공관 형상으로 성형시키는 포밍기(60)와;

   상기 포밍기에 의해 관 형상으로 성형된 접합부를 용접하는 용접기(70);로 구성됨을 특징으로 하는 다층 중공관 성형장치.

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