KR100686394B1 - 액압 성형용 콤비네이션 밸브 - Google Patents

액압 성형용 콤비네이션 밸브 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액압 성형용 콤비네이션 밸브에 관한 것으로서, 그 구성은, 본체부; 상기 본체부 내에 공간으로 형성되는 챔버부; 상기 챔버부와 연통되며, 일측이 성형유를 펌핑하는 펌프와 연결되어 성형유가 유입되는 펌프 연결구; 상기 펌프 연결구 내에 설치되어, 성형유가 펌프측으로 역류되는 것을 방지하는 체크밸브; 상기 챔버부와 연통되며, 일측이 초고압을 발생시키는 부스터와 연결되어 초고압이 유입되는 부스터 연결구; 상기 챔버부와 연통되며, 일측이 피가공물이 설치된 몰드측과 연결되어 성형유 및 초고압이 몰드측으로 배출되는 몰드 연결구; 및 상기 챔버부에 설치되어, 파일럿의 동작에 따라 상기 펌프 연결구와 상기 부스터 연결구와 상기 몰드 연결구가 서로 연통되거나 폐쇄되도록 하는 파일럿 작동 체크밸브를 포함하는 것을 특징으로 하며, 구성이 콤팩트하고, 적은 부품이 사용되므로 설치 비용이 절감될 수 있으며, 편리하게 사용할 수 있는 효과가 있다.
액압 성형, 콤비네이션 밸브, 체크밸브, 파일럿 작동 체크밸브, 릴리프 밸브

Description

액압 성형용 콤비네이션 밸브{Combination valve for hydro-forming}
도 1a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액압 성형용 콤비네이션 밸브가 적용되어 성형유가 공급되는 상태를 도시한 유압회로도.
도 1b는 도 1a의 액압 성형용 콤비네이션 밸브가 작동되는 상태를 도시한 단면도.
도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액압 성형용 콤비네이션 밸브가 적용되어 고압이 공급되는 상태를 도시한 유압회로도.
도 2b는 도 2a의 액압 성형용 콤비네이션 밸브가 작동되는 상태를 도시한 단면도.
도 3a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액압 성형용 콤비네이션 밸브가 적용되어 저압이 배출되는 상태를 도시한 유압회로도.
도 3b는 도 3a의 액압 성형용 콤비네이션 밸브가 작동되는 상태를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액압 성형용 콤비네이션 밸브를 도시한 단면도.
도 5 내지 도 7은 종래 액압 성형 장치의 각 단계별 공정도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 본체부 20 : 챔버부
30 : 펌프 연결구 31 : 모터
33 : 펌프 40 : 체크밸브
50 : 부스터 연결구 51 : 부스터
53 : 피스톤 55 : 실린더
60 : 몰드 연결구 61 : 몰드
62 : 펀치부 63 : 액압 실린더
70 : 파일럿 작동형 체크밸브 71 : 파일럿
80 : 릴리프 밸브
본 발명은 액압 성형용 콤비네이션 밸브에 관한 것이다.
일반적으로 액압 성형(hydro-forming)은 상온(10℃~30℃)에서 이루어지며, 액압(hydraulic pressure)을 이용하여 튜브소재를 확관 성형하는 기계 판금의 특수한 가공법 중의 하나로써, 자동차 산업 등에서 프론트 사이드 멤버류와 같이 크고 작은 단품패널의 조합으로 이루어지는 프레스 생산품의 경량화 및 성형 원가의 절감에 효과가 크다. 상기한 바와 같은 액압 성형(hydro-forming)에 적용되는 튜브소재에 있어서도, 경량화를 위하여 최근 철계 소재를 대신하여 고강도의 알루미늄 합금이 많이 사용되며, 이러한 고강도의 알루미늄 합금의 경우, 상온에서의 성형성은 철계 소재에 비하여 떨어지나, 성형 전에 연화처리를 통하여 성형성을 확보한 후, 단계별 액압 성형을 이루고 있다.
이와 같은 알루미늄 합금의 종래 액압 성형 장치를 살펴보면, 도 5에 도시한 바와 같이, 튜브소재(100)는 액압 성형용 프레스 금형의 하형(101) 상에 로딩되며, 이어서 도 6에서와 같이 그 상부의 상형(103)이 하강한 상태에서, 상기 튜브소재(100)의 양단에 각각 배치되는 액압 실린더(105,107)가 축방향으로 이를 가압하여 시일링(sealing)과 동시에, 축압(axial compress)을 가하여 금형의 합형 및 액압 실린더의 장착을 완료하게 된다. 이와 같이, 상기 튜브소재(100)는, 도 7에서와 같이, 상기 하형(101)과 상형(103) 및 양측 액압 실린더(105,107)에 의해 고정된 상태에서, 상기 액압 실린더(105,107)의 자체 축압과 함께, 상기 튜브소재(100)의 내부로 액압을 공급하여 내부에서 상형(103)과 하형(101)에 각각 형성된 성형면(109,111)을 따라 상기 튜브소재(100)를 확관 성형시킴으로써, 상온에서의 액압 성형을 이루게 된다.
그러나 액압 성형에 있어서 구성이 콤팩트하고, 설치 비용이 절감될 수 있으며, 편리하게 사용할 수 있는 액압 성형 장치의 개발이 지속적으로 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 구성이 콤팩트하고, 적은 부품이 사용되므로 설치 비용이 절감될 수 있으며, 편리하게 사용할 수 있는 액압 성형용 콤비네이션 밸브를 제공하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액압 성형용 콤비네이션 밸브는, 본체부; 상기 본체부 내에 공간으로 형성되는 챔버부; 상기 챔버부와 연통되며, 일측이 성형유를 펌핑하는 펌프와 연결되어 성형유가 유입되는 펌프 연결구; 상기 펌프 연결구 내에 설치되어, 성형유가 펌프측으로 역류되는 것을 방지하는 체크밸브; 상기 챔버부와 연통되며, 일측이 초고압을 발생시키는 부스터와 연결되어 초고압이 유입되는 부스터 연결구; 상기 챔버부와 연통되며, 일측이 피가공물이 설치된 몰드측과 연결되어 성형유 및 초고압이 몰드측으로 배출되는 몰드 연결구; 및 상기 챔버부에 설치되어, 파일럿의 동작에 따라 상기 펌프 연결구와 상기 부스터 연결구와 상기 몰드 연결구가 서로 연통되거나 폐쇄되도록 하는 파일럿 작동 체크밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에 있어서, 상기 본체부의 일측에는 상기 챔버부와 연통되어, 상기 본체부 내부의 압력이 규정 압력 이상이 되면 바이패스시켜 최고 압력을 조절할 수 있는 릴리프 밸브가 부가되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액압 성형용 콤비네이션 밸브가 적용되어 성형유가 공급되는 상태를 도시한 유압회로도이고, 도 1b는 도 1a의 액압 성형용 콤비네이션 밸브가 작동되는 상태를 도시한 단면도이며, 도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액압 성형용 콤비네이션 밸브가 적용되어 고압이 공급되는 상태를 도시한 유압회로도이고, 도 2b는 도 2a의 액압 성형용 콤비네이션 밸브가 작동되는 상태를 도시한 단면도이며, 도 3a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액압 성형용 콤비네이션 밸브가 적용되어 저압이 배출되는 상태를 도시한 유압회로도이고, 도 3b는 도 3a의 액압 성형용 콤비네이션 밸브가 작동되는 상태를 도시한 단면도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액압 성형용 콤비네이션 밸브를 도시한 단면도이다.
도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 액압 성형용 콤비네이션 밸브(1)는 본체부(10)와 챔버부(20)와 펌프 연결구(30)와 체크밸브(40)와 부스터 연결구(50)와 몰드 연결구(60)와 파일럿 작동 체크밸브(70)를 포함한다.
챔버부(20)는 본체부(10) 내에 공간으로 형성된다.
펌프 연결구(30)는 챔버부(20)와 연통되며, 일측이 성형유를 펌핑하는 펌프(33)(Pump)와 연결되어 있어, 이 펌프 연결구(30)를 통하여 챔버부(20) 내로 성형유가 유입된다.
체크밸브(40)(Check valve)는 펌프 연결구(30) 내에 설치되어 있어, 성형유가 펌프(33)측으로 역류되는 것을 방지한다.
부스터 연결구(50)는 챔버부(20)와 연통되며, 일측이 초고압을 발생시키는 부스터(51)(Booster)와 연결되어 있어, 이 부스터 연결구(50)를 통하여 챔버부(20) 내로 초고압이 유입된다.
몰드 연결구(60)는 챔버부(20)와 연통되며, 일측이 피가공물(A)이 설치된 몰 드(61)(Mold)측과 연결되어 있어, 이 몰드 연결구(60)를 통하여 성형유 및 초고압이 몰드(61)측으로 배출된다.
몰드(61)에는 피가공물(A)이 로딩되며, 피가공물(A)의 양단에는 각각 펀치부(62)가 배치되며, 펀치부(62)는 액압 실린더(63)와 연결되어 있다.
액압 실린더(63)는 부스터 연결구(50)와 연결되어 있어, 부스터 연결구(50)로부터 성형유 및 초고압을 공급받는다.
파일럿 작동 체크밸브(70)(Check valve pilot operated)는 챔버부(20)에 설치되어, 유압에 의해 작동되며, 파일럿(71)의 동작에 따라 펌프 연결구(30)와 부스터 연결구(50)와 몰드 연결구(60)가 서로 연통되거나 폐쇄되도록 한다.
여기에서, 도 4에 도시한 바와 같이, 본체부(10)의 일측에는 챔버부(20)와 연통되어, 본체부(10) 내부의 압력이 규정 압력 이상이 되면 바이패스시켜 최고 압력을 조절할 수 있는 릴리프 밸브(80)(Pressure relief valve)가 부가되는 것이 바람직하다.
이하, 전술한 구성을 갖는 본 발명의 실시예의 작용을 설명한다.
먼저, 도 1a에 도시한 바와 같이, 모터(31)가 구동되어 펌프(33)를 작동시키면 펌프(33)가 성형유를 펌핑하여 성형유를 본체부(10)의 펌프 연결구(30) 측으로 공급한다. 이때, 공급되는 성형유의 압력은 약 30㎏f/㎠이다.
도 1b에 도시한 바와 같이, 본체부(10)에는 펌프 연결구(30)를 통하여 성형유가 공급되고, 성형유는 체크밸브(40)를 통과하여 챔버부(20)를 지나 몰드 연결 구(60)를 통하여 몰드(61) 측으로 공급된다.
이때, 몰드(61)에는 피가공물(A)가 로딩되어 있으며, 피가공물(A)의 양단을 펀치부(62)가 가압하여 시일링하면, 액압 실린더(63)로부터 성형유가 공급되어, 피가공물(A) 내에는 성형유가 채워져 가공된다.
다음으로, 도 2a에 도시한 바와 같이, 부스터(51)의 헤드측(57)으로 유압이 공급되어 실린더(55) 내의 피스톤(53)이 도면상에서 우측으로 이동하며, 이에 의해 압력이 본체부(10)의 부스터 연결구(50) 측으로 공급된다.
이때의 압력은 약 3000㎏f/㎠로 초고압이다.
부스터 연결구(50) 측으로 공급된 고압은, 도 2b에 도시한 바와 같이, 챔버부(20)를 지나 몰드 연결구(60)를 통하여 몰드(61)측으로 공급되며, 몰드(61)에 설치된 피가공물(A) 내에 고압이 공급되어 성형이 이루어진다.
성형중에 피가공물(A) 내에 채워져 있는 성형유 및 압력은 거의 소진된다.
다음으로, 도 3a에 도시한 바와 같이, 모터(31)가 구동되어 펌프(33)를 작동시키면 펌프(33)가 성형유를 펌핑하여 성형유를 본체부(10)의 펌프 연결구(30) 측으로 공급한다. 이때, 공급되는 성형유의 압력은 약 30㎏f/㎠로서 저압이다.
도 3b에 도시한 바와 같이, 본체부(10)에는 펌프 연결구(30)를 통하여 성형유가 공급되고, 성형유는 체크밸브(40)를 통과하여 챔버부(20)를 지나 부스터 연결구(50)를 통하여 부스터(51)의 로드측(59)으로 공급된다.
따라서, 부스터(51)의 피스톤(53)은 도면상에서 좌측으로 이동하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 액압 성형용 콤비네이션 밸브에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
구성이 콤팩트하고, 적은 부품이 사용되므로 설치 비용이 절감될 수 있으며, 편리하게 사용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

Claims (2)

  1. 본체부;
    상기 본체부 내에 공간으로 형성되는 챔버부;
    상기 챔버부와 연통되며, 일측이 성형유를 펌핑하는 펌프와 연결되어 성형유가 유입되는 펌프 연결구;
    상기 펌프 연결구 내에 설치되어, 성형유가 펌프측으로 역류되는 것을 방지하는 체크밸브;
    상기 챔버부와 연통되며, 일측이 초고압을 발생시키는 부스터와 연결되어 초고압이 유입되는 부스터 연결구;
    상기 챔버부와 연통되며, 일측이 피가공물이 설치된 몰드측과 연결되어 성형유 및 초고압이 몰드측으로 배출되는 몰드 연결구; 및
    상기 챔버부에 설치되어, 파일럿의 동작에 따라 상기 펌프 연결구와 상기 부스터 연결구와 상기 몰드 연결구가 서로 연통되거나 폐쇄되도록 하는 파일럿 작동 체크밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 액압 성형용 콤비네이션 밸브.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 본체부의 일측에는 상기 챔버부와 연통되어, 상기 본체부 내부의 압력이 규정 압력 이상이 되면 바이패스시켜 최고 압력을 조절할 수 있는 릴리프 밸브가 부가되는 것을 특징으로 하는 액압 성형용 콤비네이션 밸브.
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공개실용신안공보 1999-032691호
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