KR100798489B1 - 튜브 성형기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속평판(10)의 양단을 맞대도록 구부린 다음 그 이음매를 용접하여 튜브(원형관)로 성형하되, 이 튜브의 단면 형상이 진원(眞圓)이 되도록 성형하는 튜브 성형기에 관한 것이다.

더욱 상세하게는 다양한 구경을 갖는 튜브를 하나의 장치에서 생산할 수 있도록 한 것으로 금속평판(10)의 양단을 회전실린더(140)에 장착된 그립퍼(152, 153)를 통해 포착한 후, 회전실린더(140)의 회전운동과 액튜에이터(134)의 직선운동이 유기적으로 연동되어 금속평판(10)의 양단을 서로 맞대도록 벤딩 처리한 다음 통상의 용접장치(300)에 의해서 그 이음매를 용접하는 벤딩장치(100, Bending)와, 벤딩장치(100)에서 성형된 튜브를 그 단면 형상이 진원(眞圓)이 되도록 성형하는 포밍장치(200, Forming)로 구성된 튜브 성형기이다.

튜브, 벤딩, 포밍, 진원

Description

튜브 성형기{Bending and forming machine for tube}

도 1은 종래 튜브 성형기의 사시도

도 2는 본 발명의 정면도

도 3은 본 발명의 사시도

도 4는 본 발명중 벤딩장치의 분리 사시도

도 5는 벤딩장치의 작동 개념도

도 6은 본 발명중 포밍장치의 분리 사시도

도 7은 포밍장치의 작동 개념도

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10 : 금속평판

20 : 타원형관

30 : 진원형관(眞圓形管)

40 : 압축롤러

100 : 벤딩장치(Bending)

110 : 벤딩장치설치프레임

120 : 레일

130 : 이송판

131 : 볼너트

132 : 왼나사스크루

133 : 오른나사스크루

134 : 액튜에이터(Actuator)

140 : 회전실린더

141 : 축

150 : 축연결구

151 : 고정편

152 : 상단그립퍼(Gripper)

153 : 하단그립퍼

154 : 제1실린더

200 : 포밍장치(Forming)

210 : 포밍장치설치프레임

211 : 제2실린더

220 : 탄성롤러

221 : 탄성롤러설치프레임

230 : 구동롤러

231 : 하우징

240 : 모터

241 : 모터설치프레임

300 : 용접장치

본 발명은 금속평판의 양단을 맞대도록 구부린 다음 그 이음매를 용접하여 튜브(원형관)로 성형하되, 이 튜브의 단면 형상이 진원(眞圓)이 되도록 성형하는 튜브 성형기에 관한 것이다.

각종기계의 부품이나 설비현장의 구조물에는 다양한 길이와 크기의 튜브가 많이 사용되고 있다.

튜브의 제조사들은 두께, 직경 및 길이 등을 규격화 하여 제품을 생산하고 있어서, 주문자가 원하는 특별한 규격의 제품은 그 생산단가가 매우 높을 뿐만 아니라, 주문량이 일정수준에 다다르지 못하면 생산 자체가 불가능한 실정이다.

또한, 시중에서는 규격화된 튜브 일지라도 일정수량 및 중량단위로 판매하고 있어서, 소량의 제품을 구입해야함에도 불구하고 필요 이상의 제품을 구입해야 하는 것을 감안할 때, 중소업체에서는 원자재 구매에 대한 가격 부담을 갖게 되는 것이 현실이다.

금속평판(10)을 구부려 튜브 형상으로 성형하는 종래 기술로는 도 1에서 도시한 바와 같이, 일정 크기의 금속평판(10)을 성형하고자 하는 튜브의 구경에 맞게 설치된 한쌍의 압축롤러(40) 사이로 통과시키고, 그 이음매를 용접하는 기술이 있다.

이러한 종래의 기술의 문제점으로는 다양한 크기의 튜브를 생산하고자 할 때마다 다른 크기의 압축롤러(40)를 사용해야 하므로 번거로울 뿐만 아니라 초기 시설투자비가 과다한 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 다양한 구경을 갖는 튜브를 하나의 장치에서 생산할 수 있도록 한 것이다. 즉, 금속평판의 양단을 회전실린더에 장착된 그립퍼를 통해 포착한 후, 회전실린더의 회전운동과 엑튜에이터의 직선운동이 유기적으로 연동되어 금속평판의 양단을 서로 맞대도록 벤딩 처리한 다음 통상의 용접장치에 의해서 그 이음매를 용접하는 벤딩장치(Bending)와,

벤딩장치에서 성형된 튜브를 그 단면 형상이 진원(眞圓)이 되도록 성형하는 포밍장치(Forming)를 통해 다양한 구경의 튜브를 진원형관으로 생산할 수 있는 튜브 성형기를 제공하고자 한다.

본 발명은 금속평판(10)을 벤딩하여 튜브로 성형하되, 그 단면 형상이 진원(眞圓)이 되도록 하는 것이 특징이며, 이를 위해 벤딩장치(100, Bending)와 포밍장치(200, Forming)가 구성되는 바, 이하 벤딩장치(100)와 포밍장치(200)의 상세한 구성 및 작동원리를 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 사시도이며, 도 4는 벤딩장치(100)의 분리 사시도이다.

벤딩장치(100)는 도 2 내지 4에서와 같이 일반적인 가로부재 및 세로부재로 제작된 벤딩장치설치프레임(110)에 2단으로 구성된 레일(120)이 설치된다.

2단으로 구성된 레일(120)의 중앙부에는 액튜에이터(134)와 결합된 스크루(132, 133)가 장차되되, 이 스크루(132, 133)는 도 4에서와 같이 왼나사스크루(132)와 오른나사스크루(133)로 2등분 된 것이다. 스크루(132, 133)를 2등분 한 이유는 2대의 회전실린더(140)가 1대의 액튜에이터(134)의 일방향 회전에 의해 벤딩장치(100)의 중심부로 동시에 이송되거나, 또는 동시에 벤딩장치(100)의 양단으로 벌어지게 하기 위해 왼나사스크루(132)와 오른나사스크루(133)로 2등분하여 구성한 것이다.

상기 회전실린더(140)는 랙크, 피니온 기어방식으로 구동되는 것으로, 랙크의 직선운동이 피니온에 의해 회전운동으로 전환되어 회전실린더(140)의 축(141)이 회전하는 것이며, 이는 기성제품으로 본 발명에 채용된 것이다.

회전실린더(140)는 이송판(130)에 장착되며, 볼너트(131)를 통해 스크루(132, 133)를 따라 좌,우로 왕복운동을 하게 된다.

회전실린더(140)의 축(141)에는 도 3과 같이 금속평판(10)의 양단을 포착하기 위해 그립퍼(152, 153)가 장착되는 바, 이 그립퍼(152, 153)의 구성은 도 4에서와 같이 축연결구(150)의 측면에 고정편(151)이 고정되고, 고정편(151)의 하방 돌 출 부위에는 하단그립퍼(153)가 볼트를 통해 조립되되, 하단그립퍼(153)의 말단에는 상단그립퍼(152)의 상.하 작동을 위한 제1실린더(154)가 장착된다.

결국, 그립퍼(152, 153, Gripper)는 축연결구(150)에 의해 회전실린더(140)의 축(141)에 설치되되, 하단그립퍼(153)는 고정편(151)에 움직이지 않도록 고정되고, 상단그립퍼(152)는 하단그립퍼(153)의 말단에 설치된 제1실린더(154)와 나사결합되어 금속평판(10) 포착시 제1실린더(154)에 의해 상승되므로 금속평판(10)을 포착할 수 있게 된다.

이상에서 살펴본 벤딩장치(100)의 작동에 대한 설명은 도 5의 벤딩장치(100)의 작동 개념도를 통해 설명하도록 한다.

도 5의 상부 도면은 금속평판(10)의 양단이 상단그립퍼(152)와 하단그립퍼(153) 사이에 포착된 상태를 도시한 벤딩장치(100)의 정면도이다. 전술한 바와 같이 그립퍼(152, 153)는 회전실린더(140)에 의해 회전운동을 하는 것이므로, 금속평판(10)의 양단은 그립퍼(152, 153)의 회전에 의해 도 5의 하부 도면과 같이 둥글게 말리면서 벤딩된다.

한편, 2대의 회전실린더(140)는 금속평판(10)을 벤딩함과 동시에 액튜에이터(134)의 작동에 의해 회전실린더(140) 자체가 각각 벤딩장치(100)의 중심부로 왼나사스크루(132)와 오른나사스크루(133)를 따라 이송되면서 타원형관(20)을 성형하게 되는 것이다.

이때, 타원형관(20)의 이음매는 액튜에이터(134)에 의해 지속적인 맞대기 상태가 유지되므로 용접시 이음매가 벌어지지 않는 장점이 있다. 용접작업은 통상의 용접장치(300)를 통해 이루어 진다.

이상에서 살펴본 벤딩장치(100)는 회전실린더(140)의 초기 위치에 따라 튜브의 구경이 결정되므로 1대의 벤딩장치(100)를 통해 다양한 구경의 튜브를 성형할 수 있는 것이 특징이다. 아울러, 회전실린더(140)의 회전운동과 액튜에이터(134)의 직선운동이 유기적으로 연동되어야 하는 바, 이에 대한 제어는 통상적인 전기적 제어시스템 장치에 의해 이루어 진다.

벤딩장치(100)는 금속평판(10)의 양단을 구부려 관체로 제작하는 것이 목적이기 때문에 벤딩장치(100)에 의해서 1차 성형된 튜브는 그 단면 형상이 진원(眞圓)이 아닐 수 밖에 없다. 그래서 이러한 튜브를 도 3, 5, 7에서 타원형관(20)으로 표시하였으며, 이하에서는 타원형관(20)을 진원형관(30, 眞圓形管)으로 만드는 포밍장치(200, Forming)에 대해 설명하도록 한다.

도 6은 포밍장치(200)의 분리 사시도로서, 일반적인 가로부재 및 세로부재로 제작된 포밍장치설치프레임(210)이 설치되고, 포밍장치설치프레임(210)의 상부 가로부재의 중앙에는 탄성롤러(220)를 승강시키는 제2실린더(211)가 설치된다.

상기 탄성롤러(220)의 단면 형상은 진원(眞圓)이며, 롤러의 표면에 탄성이 우수한 우레탄을 코팅한 것으로, 도 6에서와 같이 탄성롤러설치프레임(221)에 설치하되, 외력에 의해 단순히 공전(空轉)할 수 있도록 설치되며 이후, 제2실린더(211)와 나사결합되어 제2실린더(211)에 의해 승강된다.

포밍장치설치프레임(210)의 일측에는 모터설치프레임(241)이 설치되고, 직하방에는 구동롤러(230)를 거치하는 하우징(231)이 설치된다.

상기 구동롤러(230)는 모터(240)에 의해 구동되는 것으로, 타원형관(20)을 거치한 후 탄성롤러(220)와의 선접촉식 회전을 통해 타원형관(20)을 진원형관(30)으로 성형한다.

이하, 포밍장치(200)의 작동에 대한 설명은 도 7의 포밍장치(200)의 작동 개념도를 통해 상세하게 설명하도록 한다.

도 7의 도면은 포밍장치(200)의 좌측면도를 도시한 것으로, 도 7의 좌측 도면은 탄성롤러(220)의 하강전 타원형관(20)을 구동롤러(230)에 거치한 상태이고, 우측 도면은 탄성롤러(220)의 하강후 타원형관(20)을 사이로 두고 구동롤러(230)와 탄성롤러(220)가 선접촉한 상태를 도시한 것이다.

도 7의 우측 도면과 같이 타원형관(20)을 사이로 두고 구동롤러(230)와 탄성롤러(220)가 선접촉한 상태에서 구동롤러(230)가 회전하면 타원형관(20)은 탄성롤러(220)의 곡률을 따라 그 형상이 진원(眞圓) 형태로 변형되면서 회전하는 바, 결국 타원형관(20)이 진원형관(30)으로 성형되는 것이다.

따라서, 이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 벤딩장치를 사용하면, 1대의 벤딩장치만으로도 금속평판을 여러 규격의 구경을 갖는 튜브로 성형할 수 있고 또한, 포밍장치를 통해 튜브의 단면 형상을 진원이 되도록 성형할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 통상적인 용접장치(300)가 사용되는 튜브 성형기에 있어서,

   레일(120)이 2단으로 설치된 벤딩장치설치프레임(110)의 중앙부에는 2대의 회전실린더(140)가 각각 설치되는, 왼나사스크루(132)와 오른나사스크루(133)로 2등분된 스크루가 액튜에이터(134)와 결합되어 설치되고, 회전실린더(140)의 각 축(141)에는 축연결구(150)가 설치되되, 말단에 제1실린더(154)가 장착된 하단그립퍼(153)가 축연결구(150)의 고정편(151)에 설치되고, 상단그립퍼(152)는 제1실린더(154)와 나사결합되어 금속평판(10)을 타원형관(20)으로 벤딩하는 벤딩장치(100, Bending)와,

   제2실린더(211)가 장착된 포밍장치설치프레임(210)에는 탄성롤러(220)가 장착된 탄성롤러설치프레임(221)이 설치되고, 구동롤러(230)는 모터(240)와 연결되어 하우징(231) 및 모터설치프레임(241)에 설치되어, 타원형관(20)을 진원형관(30)으로 성형하는 포밍장치(200, Forming)로 구성된 것을 특징으로 하는 튜브 성형기.

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