KR100863133B1 - 보강 파이프의 나선 압입홈 성형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프의 외면에 압입홈을 나선형으로 교차 가공하여 파이프 외면에 사각 또는 육각의 다이아몬드형 보강 돌조들이 연속 배치되게 하여 휨강도가 역학적으로 증대되게 한 보강 파이프의 나선 압입홈 성형장치에 관한 것인바,

파이프(P)를 통과시키는 전후방 성형틀(10)(10')의 둘레에 대각선방향으로 압입 롤러 장착용 장공(11)(11')들을 등간격으로 천공하여 상기 장공(11)(11')마다 압입 롤러(12)들을 축(13)에 의해 각기 자체 구동되게 축설하고, 상기 전후방 성형틀(10)(10')의 압입 롤러(12)들은 그 장착방향을 서로 반대하는 대각선방향을 이루도록 구성한 보강 파이프 성형장치(1)에 있어서,

전후방 성형틀(10)(10')의 외면을 커버하는 원통형 하우징(2)(2')을 가진 풀리(3)(3')를 전후방 성형틀(10)(10')의 일단에 각기 결합하여 감속 모터(M)와 좌우 베벨 기어(4)(4')의 동력을 받아 전후방 성형틀(10)(10')이 상호 반대로 회전 구동되게 하고, 전후방 성형틀(10)(10')의 각 파이프 진입구 선단에는 파이프(P)의 대,중,소 외경에 대응하는 내경(內徑)의 부싱(5)(5')이 각기 선택 결합되며, 전후방 성형틀(10)(10') 후단에는 파이프 냉각용 물구멍(6)(6')이 천공되고. 하우징(2)(2')에는 각 압입 롤러(12)들의 압압강도 조절을 위한 조절 볼트(7)들을 나사 결합한 것을 수조(8) 내부에 침수 설치하여 발생 마찰열이 신속 냉각되게 한 것이다.

Description

보강 파이프의 나선 압입홈 성형장치{APPARATUS FOR FORMING PRESS-FITTED HELICAL GROOVE OF REINFORCING PIPE}

도 1은 본 발명 실시에 관한 성형틀의 일부를 절개한 분해 사시도.

도 2는 도 1의 성형틀 조립상태 단면도.

도 3은 본 발명의 압입 롤러 작동상태 확대 설명도.

도 4는 본 발명 성형장치의 전체적 설치상태 설명도..

도 5는 선등록 성형장치의 작동상태를 설명하는 단면도.

도 6은 선등록 성형틀의 일부분 분리 사시도.

도 7은 도 6의 성형틀과 압입 롤러 장착상태를 보인 단면도.

도 8은 성형된 보강 파이프의 일 예시도.

도 9는 성형된 보강 파이프의 다른 예시도.

<도면부호의 간단한 설명>

1: 압입홈 성형장치 2,2': 하우징 3,3': 풀리

4,4': 베벨 기어 5,5': 부싱 6,6': 물구멍

7: 조절 볼트 8: 수조 9: 구동 벨트

10,10': 전후방 성형틀 11,11': 장공 12: 압입 롤러

13: 축 M: 감속 모터 P: 파이프

P-1: 압입홈 P-2: 보강 돌조

본 발명은 파이프의 외면에 압입홈을 나선을 그리면서 서로 교차되게 가공하여 파이프의 둥근 외면 전체에 수많은 사각 또는 육각의 다이아몬드형 보강 돌조들이 연속으로 성형 배치되게 함으로써 파이프의 휨강도가 역학적으로 증대(增大)되게 한 보강 파이프의 나선 압입홈 성형장치에 관한 것이다.

보강 파이프는 건물의 계단 난간이나 베란다 난간, 비닐하우스용 골조, 셔터, 철문 등의 조립부재로 사용되는데, 주로 철 파이프 또는 스테인리스 파이프로 제작되는 것이며, 제관(製管)된 파이프의 둥근 외면에 나선을 그리면서 교차되게 한 압입홈과 상기 압입홈에 의해 생성되는 사각 또는 육각의 다이아몬드형 보강 돌조들이 연속적으로 성형 배치되게 함으로써 파이프에 가해지는 외부 압력 및 인위적인 충격 등에 역학적으로 대응하게 되는 보강구조를 제공하는 동시에 외관의 미려함까지 함께 얻을 수 있게 한 것이다.

이제까지의 강재 및 스테인리스 파이프는 통상적으로 그 외면이 단순 평활면으로 제조되었던 것이며, 이러한 파이프는 평활한 외면구조의 단조로움에 비례하여 역학적인 대응강도가 매우 취약함으로써 외부로부터의 압력 및 인위적인 충격에 의해 찌그러지거나 변형되는 등 파손되기가 쉬웠고, 파이프의 휨강도가 약하여 그 지지력이 취약하다는 문제점을 갖고 있는 것이었다.

따라서, 상기와 같은 평활한 외면을 가진 파이프의 문제점을 해결하기 위하여 파이프의 둥근 외면에 나선을 그리는 압입홈을 교차 가공함으로써 사각 또는 육각의 다이아몬드형 보강 돌조들이 연속 배열된 요철면을 형성시켜 휨강도를 크게 보강한 파이프와 이의 성형장치가 본 출원인에 의해 출원 등록(실용신안등록 20-0203585) 및 발명(특허등록 10-0332977호)된 바 있다.

상기의 나선 압입홈 성형장치는 도 5에 도시한 바와 같이, 파이프(P)의 둥근 외면에 나선을 그리는 압입홈(P-1)을 성형시키기 위해 다수의 압입 롤러(12)들이 대각선 방향으로 장착된 성형틀(10)(10')을 사용하고 있다.

성형틀은 전방 성형틀(10)과 후방 성형틀(10')로 구분되는 2대를 나란히 설치하는 것인데, 그 이유는 각 압입 롤러(12)의 설치방향이 서로 반대되는 대각선 방향을 이루도록 하기 위함이며, 이렇게 전방 성형틀(10)과 후방 성형틀(10')로 구분됨으로써 상기 전방 성형틀(10)과 후방 성형틀(10')을 차례로 통과하게 되는 파이프(P)의 둥근 외면을 압입 롤러(12)가 압압하는 상태에서 파이프(P)의 진행력에 의해 전후방 성형틀(10)(10')과 압입 롤러(12)를 각기 자전(自轉)시키게 되고, 이렇게 하여 압입 롤러(12)들이 파이프(P)의 둥근 외면을 차례로 압압하여 서로 반대방향의 압입홈(P-1)을 성형시키면서 사각 또는 육각의 다이아몬드형 보강 돌조(P-2)들이 연속 성형되게 한 것이다.

그러나 상기의 기존 보강 파이프 나선 압입홈 성형장치에서 사용된 성형틀(10)(10')과 압입 롤러(12)들은 강한 강도의 강재(鋼材)로 제작하는 것인데, 이 경우 성형틀(10)(10')과 압입 롤러(12)의 중량이 상당히 무겁게 되어 그 자전상태 가 순조롭고 원활하지 못한 경우가 있었고, 이에 따라 파이프(P)의 둥근 외면에 압입홈(P-1)이 정확히 성형되지 않은 채 그대로 통과되거나, 성형이 되더라도 보강 돌조(P-2)의 형상이 균일하지 못하여 정확한 다이아몬드 형상으로 가공되지 않고 필요 이상 길게 늘어지는 부분이 생기는 등 불규칙한 모양으로 가공되었던 것이다.

따라서, 파이프 외면 모양이 의도한 대로 깔끔하게 성형되지 못하고 긁히기만 하는 등 강도 약화와 함께 불량률까지 상당히 높아지는 것이었다.

또한, 성형틀(10)(10')과 압입 롤러(12)들의 재질을 가벼운 알루미늄으로 제작하는 경우에는 파이프(P)의 진행력에 의한 자전상태는 양호하여 순조로운 성형이 가능하기는 하였으나 성형가능한 길이가 분당 20~30m 정도로 짧고, 압입 롤러(12)들이 쉽게 마모되면서 그 사용수명이 대단히 짧아 이를 자주 교체시켜야 하는 등의 번거로운 작업공정이 수반됨으로써 생산성 저하를 피할 수 없었으며, 이에 따라 소비자의 요구 가격과 생산자의 수지 요건을 맞추기가 상당히 어려운 점이 문제점으로 지적되었던 것이다.

특히, 기존의 전후방 성형틀(10)(10')과 압입 롤러(12)는 그 작동과정에서 마찰열이 심하게 발생되었으나 이를 신속히 냉각시킬 수 있는 장치가 없어 냉각을 위한 작업중단이 잦았던 것이며, 이로 인한 생산성 저하는 더욱 심화될 수밖에 없었고, 상기 전후방 성형틀(10)(10')과 압입 롤러(12)에 의해 가공이 가능한 파이프(P)의 직경 또한 일정한 직경만으로 한정된 것이며, 다양한 직경의 파이프(P)를 가공하는 경우엔 변형된 직경에 합당한 별개의 성형틀(10)(10')과 압입 롤러(12)를 새로 구비하여 설치해야만 되었던 것이다.

또, 전후방 성형틀(10)(10')에 압입 롤러(12)를 장착시킨 상태에서 그 압압 강도를 필요에 따라 조절할 수는 없었던 것이어서 상기 압입 롤러(12)에 의해 성형되어지는 압입홈(P-1)의 깊이가 일정할 수밖에 없으므로 수요자의 요구에 맞춘 다른 깊이의 압입홈(P-1)으로 제작된 다양한 제품생산은 거의 불가능하다는 것이 문제점으로 지적되었던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 보강 파이프 성형장치에서 지적된 문제점들을 해결하기 위해 연구 개발된 것으로서, 장치의 기본적 구성은 상기 본 출원인의 선행 등록장치들의 기본구성을 그대로 유지하면서 전후방 성형틀(10)(10')과 압입 롤러(12)를 강재(鋼材)로 제작하여 알루미늄보다 그 강도를 강고(强固)히 하되, 전후방 성형틀(10)(10')을 일정속도로 강제 회전시키는 별도의 구동장치에 의한 동력을 사용하여 파이프(P)의 진행속도에 비례한 성형틀(10)(10')의 인위적 회전이 원활하도록 구성하여 성형가능한 길이를 분당 120m 정도로 연장되게 함으로써 소비자의 요구 가격과 생산자의 수지 요건을 충족시키는 동시에 상기 성형틀(10)(10')을 소정 규격의 수조 내부에 침수상태로 설치하여 작업시 발생되는 마찰열을 신속 냉각시키면서 가공을 요하는 파이프의 다양한 직경에 맞춘 자유로운 가공과 함께 압입 롤러(12)의 압압강도를 소비자가 요구하는 압입홈(P-1)의 깊이에 맞춰 이를 선택 조절할 수 있게 한 보강 파이프 나선 압입홈 성형장치의 제공에 그 목적이 있다.

도 5 내지 도 7에서와 같이, 파이프(P)가 통과하는 전후방 성형틀(10)(10') 의 둘레에 대각선방향으로 압입 롤러 장착용 장공(11)(11')들을 등간격으로 천공하여 상기 장공(11)(11')마다 압입 롤러(12)들을 축(13)에 의해 각기 자체 구동되게 축설하고, 상기 전후방 성형틀(10)(10')의 압입 롤러(12)들은 그 장착방향을 서로 반대하는 대각선방향을 이루도록 구성한 보강 파이프 나선 압입홈 성형장치(1)에 있어서,

도 1 내지 도 4에서와 같이. 전후방 성형틀(10)(10')의 외면을 커버하는 원통형 하우징(2)(2')을 가진 플리(3)(3')를 전후방 성형틀(10)(10')의 일단에 각기 결합하여 감속 모터(M)의 동력으로 이와 순차 연동된 좌우 베벨 기어(4)(4')및 구동 벨트(9), 그리고 풀리(3)(3')의 구동에 의해 전후방 성형틀(10)(10')이 상호 반대방향으로 회전되게 하고, 전후방 성형틀(10)(10')의 각 파이프 진입구 선단에는 파이프(P)의 대,중,소 외경에 대응하는 내경(內徑)의 부싱(5)(5')이 각기 선택 결합되며, 전후방 성형틀(10)(10') 후단에는 파이프 냉각용 물구멍(6)(6')이 천공되고. 하우징(2)(2')에는 각 압입 롤러(12)들의 압압강도 조절을 위한 조절 볼트(7)들을 나사 결합한 것을 수조(8) 내부에 침수 설치하여 작업시 발생되는 마찰열이 신속 냉각되게 한 것을 특징으로 하는 보강 파이프 나선 압입홈 성형장치 인 것이다.

첨부도면 중 미설명부호 9는 풀리와 풀리 간을 연결하여 동력을 전달하는 구동 벨트를 나타내는 것이다.

본 발명은 압입 롤러(12)의 형상과 배치상태 조절에 따라 나선 압입홈(P-1)들의 선간(線間) 조절과 이에 따른 보강 돌조(P-2)의 변형된 형상 창조가 가능한 것이므로 도 8과 도 9에 예시하고 있는 종래에 존재하거나 또는 장래 안출되어지는 형상과 모양으로의 변형 조합 역시 가능한 것이다.

파이프(P)는 통상의 제관장치에 의해 제관되는데, 본 발명에서는 제관과정을 구성요부로 한 것이 아니므로 이를 도면에 의한 구체적인 설명 없이 개략적으로 기술하고자 한다, 즉 이송 롤러에 의해 소정 위치로 이송하게 되는 일정 폭의 강판은 구체 롤러에 이르러 압압되면서 하향으로 휘어지는 상태로 아래쪽 홈 롤러에 진입하게 되고, 이어서 상하 성형 롤러 사이로 진행되면서 점진적으로 원형 단면구조로 변형하게 되며, 최종적으로 용접 롤러에 의해 맞닿은 원형 단면의 이음부를 용접시킨 뒤 이 용접부위를 다시 연마날에 의해 연마하여 파이프로 제관하는 것이다.

이와 같이 제관된 원통형 파이프(P)를 강판 이송 롤러의 지속적인 구동에 의해 전후방 성형틀(10(10')로 진행 통과시키게 되는데, 이러한 연속 작업과정을 거치게 함으로써 파이프(P)의 둥근 외면에 압입홈(P-1)과 보강 돌조(P-2)가 규칙적으로 성형된 보강 파이프(P)로 가공하는 것이다.

전방 성형틀(10)은 파이프 관통공간이 중앙에 형성된 링 형상으로 되며, 그 둘레에는 여러 개의 장공(11)들이 대각선방향으로 천공되어 있고, 각 장공(11)들 마다 압입 롤러(12)를 각자의 축(13)에 의해 구동되도록 축설하여 장공(11)들과 동일한 대각선방향으로 압입 롤러(12)들이 장착되게 한 것이다.

후방 성형틀(10') 역시 장공(11')들의 방향과 압입 롤러(12')들의 장착방향이 전방 성형틀(10)의 대각선방향과 반대되는 방향으로 설치하여 그 방향만을 다르게 구성한 것일 뿐 다른 구조는 동일한 것이다.

본 발명은 상기의 전후방 성형틀(10)(10')을 구동시켜 이를 통과하는 파이프(P) 외면에 압입홈(P-1)과 보강 돌조(P-2)를 성형시키되, 도 4에서 보는 바와 같이 별도 설치된 감속 모터(M)와 이에 연동하는 좌우 베벨 기어(4)(4')에 의해 전후방 성형틀(10)(10') 일단에 결합시킨 풀리(3)(3')를 강제 회전시킴에 따라 전후방 성형틀(10)(10')이 동시 구동되게 한 것이며, 이때 진행되는 파이프(P)의 둥근 외면을 압압하는 압입 롤러(12)에 의해 나선 압입홈(P-1)들이 생성되면서 보강 돌조(P-2)가 성형되는 것이다.

본 발명은 파이프(P)의 대,중,소에 따른 다양한 직경 변화에 상관없이 그 외면에 압입홈(P-1)과 보강 돌조(P-2)를 성형시킬 수 있는바, 도 1과 도 2에서와 같이 전방 성형틀(10)의 파이프 진입단부와 배출단부에 파이프(P)의 대,중,소 외경에 대응하는 내경의 부싱(5)(5)을 필요에 따라 선택 결합시키는 것에 의해 다양한 직경의 파이프(P)를 임의 유동되지 않도록 견고히 지지한 상태로 진행시키게 되며, 이렇게 전방 성형틀(10)을 교체하지 않고 부싱(5)(5)만의 교체로 그 작업이 가능한 것이다.

상기의 기술구성은 설명의 편의상 전방 성형틀(10)만을 예로 하여 설명한 것이며, 후방 성형틀(10')의 경우에도 상기 전방 성형틀(10)의 경우와 동일한 기술구성으로 이루어지는 것이다.

또, 도 2와 도 3에서와 같이 하우징(2)(2')에 나사 결합시킨 조절 볼트(7)를 정방향 또는 역방향으로 회전시켜서 각 압입 롤러(12)들을 가압하거나 풀어주는 정도에 의해 파이프(P) 외면에 가해지는 압압강도가 조절되는 것이며, 이에 의해 파이프(P) 외면에 성형되어지는 압입홈(P-1)의 깊이조절이 이루어지게 된다.

또한, 도 4에서와 같이 전후방 성형틀(10)(10')을 적정 크기의 수조(8) 내부에 침수상태로 설치함으로써 작업시 발생되는 마찰열의 신속한 냉각이 가능하게 구성한 것이다.

본 발명의 보강 파이프 나선 압입홈 성형장치는 위에서 설명된 바와 같이 장치의 기본적 구성인 전후방 성형틀(10)(10')과 압입 롤러(12)를 강재(鋼材)로 제작하여 알루미늄보다 그 강도를 강고(强固)히 하되, 별도 설치된 감속 모터(M)와 좌우 베벨 기어(4)(4')로 구성된 구동장치에 의해 제공되는 동력으로 전후방 성형틀(10)(10')이 일정속도로 동시 구동되도록 한 것이어서 파이프(P)의 진행속도에 비례한 성형틀(10)(10')의 인위적 회전 구동이 항상 원활하게 유지됨에 따라 파이프(P)의 성형가능 길이가 분당 120m 정도로 길어지면서도 그 외면에 성형되는 보강 돌조(P-2)의 다이아몬드 형상이 규칙적으로 정확히 가공되는 효과를 제공한다,

또한, 성형틀(10)(10')의 교체없이 부싱(5)(5')의 교체만으로 파이프의 다양한 직경에 맞춘 자유로운 가공이 가능하며, 기존 선행장치에서는 전혀 시도되지 않았던 압입 롤러(12)의 압압강도 조절도 가능하여 압입홈(P-1)의 깊이를 소비자가 요구하는 깊이로 용이하게 선택 조절할 수 있고, 특히 상기 성형틀(10)(10')을 소정 규격의 수조(8) 내부에 침수상태로 설치하여 작업시 마찰열 발생이 방지되게 한 것이어서 장치의 냉각을 위해 수시로 작업을 중단할 필요없이 연속적인 작업이 가능한 효과를 제공하는 것이다.

따라서, 본 발명은 깔끔하고 정확한 가공으로 불량발생률이 낮아지는 효과와 함께 다양한 규격의 파이프 가공을 별도의 추가 설비 없이 간단한 부품의 교체만으로 용이하게 실시할 수 있고, 소비자의 엄격하고 다양한 요구에 부응할 수 있어 소비자와 생산자 간의 수지 요건을 충족시킴으로써 그 생산성 향상에 성공한 것이어서 매우 경제적이고 유용한 효과를 제공한다.

Claims (1)

1. 파이프(P)를 통과시키는 전후방 성형틀(10)(10')의 둘레에 대각선방향으로 압입 롤러 장착용 장공(11)(11')들을 등간격으로 천공하여 상기 장공(11)(11')마다 압입 롤러(12)들을 축(13)에 의해 각기 자체 구동되게 축설하고, 상기 전후방 성형틀(10)(10')의 압입 롤러(12)들은 그 장착방향을 서로 반대하는 대각선을 이루도록 구성한 보강 파이프 나선 압입홈 성형장치(1)에 있어서,

   전후방 성형틀(10)(10')의 외면을 커버하는 원통형 하우징(2)(2')을 가진 풀리(3)(3')를 전후방 성형틀(10)(10')의 일단에 각기 결합하여 감속 모터(M)의 동력으로 이와 순차 연동된 좌우 베벨 기어(4)(4')및 구동벨트(9),그리고 풀리(3)(3')의 구동에 의해 전후방 성형틀(10)(10')이 상호 반대방향으로 회전되게 하고, 전후방 성형틀(10)(10')의 각 파이프 진입구 선단에는 파이프(P)의 외경에 대응하는 내경(內徑)의 부싱(5)(5')이 각기 선택 결합되며, 전후방 성형틀(10)(10') 후단에는 파이프 냉각용 물구멍(6)(6')이 천공되고. 하우징(2)(2')에는 각 압입 롤러(12)들의 압압강도 조절을 위한 조절 볼트(7)들을 나사 결합한 것을 수조(8) 내부에 침수 설치하여 작업시 발생되는 마찰열이 신속 냉각되게 한 것을 특징으로 하는 보강 파이프 나선 압입홈 성형장치.

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