KR100875887B1

KR100875887B1 - 스트링거의 곡선 형성 장치

Info

Publication number: KR100875887B1
Application number: KR1020070087799A
Authority: KR
Inventors: 김희원
Original assignee: 주식회사 아스트
Priority date: 2007-08-30
Filing date: 2007-08-30
Publication date: 2008-12-26

Abstract

본 발명은 스트링거의 곡선 형성 장치에 관한 것으로, 베이스(20) 상부에 프레임(30)을 좌·우 이동하도록 구성하고, 상기 프레임(30) 내부에 이동블록(40)이 상·하로 이동하도록 구성하며, 상기 이동블록(40) 전면에는 회전블록(70)이 회전할 수 있도록 구성하되, 상기 회전블록(70) 전면에는 상부롤러(63)와 하부롤러(62)(62′)가 각각 상·하로 위치되어 자유 회전하도록 구성하면서, 두 개의 하부롤러(62)(62′)가 일정 간격으로 고정되고, 그 상부에 하나의 상부롤러(63)가 상기 하부롤러(62)(62′) 사이에 인입된 구조를 가지도록 고정되어, 상기 베이스(20), 프레임(30), 이동블록(40) 및 회전블록(70)으로 이루어지는 곡선 형성 장치를 구성하여, 상기 회전블록(70)을 회전하여 세팅한 후, 롤 포밍된 스트링거를 상기 하부롤러(62)(62′)와 상부롤러(62) 사이로 연속적으로 통과시켜 스트링거의 길이 방향을 따라 곡선화할 수 있는 것이다.

스트링거, 포밍 장치, 롤 포밍, 연속, 금속, 항공기, 곡선, 조글, 회전

Description

스트링거의 곡선 형성 장치 { the apparatus for curve formation of stringer }

본 발명은 스트링거의 곡선 형성 장치에 관한 것으로, 베이스 상부에 프레임을 좌·우 이동하도록 구성하고, 상기 프레임 내부에 이동블록이 상·하로 이동하도록 구성하며, 상기 이동블록 전면에는 회전블록이 회전할 수 있도록 구성하되, 상기 회전블록 전면에는 상부롤러와 하부롤러가 각각 상·하로 위치되어 자유 회전하도록 구성하면서, 두 개의 하부롤러가 일정 간격으로 고정되고, 그 상부에 하나의 상부롤러가 상기 상부롤러 사이에 인입된 구조를 가지도록 고정되어, 상기 베이스, 프레임, 이동블록 및 회전블록으로 이루어지는 곡선 형성 장치를 구성하여, 상기 회전블록을 회전하여 세팅한 후, 롤 포밍된 스트링거를 상기 하부롤러와 상부롤러 사이로 연속적으로 통과시켜 스트링거의 길이 방향을 따라 곡선화할 수 있는 것이다.

일반적으로 스트링거는 항공기 외피 보강을 위해 구성하는 것으로, 이는 도7 에 도시한 바와 같이, ‘

’의 단면으로 일정 길이를 형성하는데, 중앙 부분의 수평 방향의 햇(10a)(hat); 상기 햇 양단에 수직 내외의 각도로 스트링거의 높이가 되는 사이드 월(10b)(side wall); 상기 측벽에서 다시 수평 방향으로 돌출되는 브림 서피스(10c)(brim surface); 상기 브림 서피스에서 수직 방향, 또는, 외측 방향으로 기울기를 가지도록 돌출 형성된 리턴 플랜지(10d)(return surface); 가 일체로 구성된 단면 구조를 가지며, 각 모서리는 부드러운 곡선을 형성한다.

또한, 스트링거(10)에는 그 길이 방향을 따라 다수개의 홀(13)(hole)을 형성되어, 상기 스트링거(10)는 항공기의 외피에 리벳팅(riveting)으로 고정되되, 상기 홀에 리벳이 끼움·고정되어, 외피의 좌굴을 방지하도록 한다.

그러나 항공기의 외피는 다양한 곡선 형태를 취하고 있으므로, 스트링거의 단면은 대체로 그 길이 방향을 따라 일정한 형태를 가지지만, 전체적인 외형은 직선 형태로 형성하기보다는 길이 방향을 따라 곡선 형태로 형성된다.

그래서 상기 스트링거는 판재의 재료가 공급되어 상기 단면으로 형성한 후에, 적용하는 항공기 스킨에 대응하여 곡선 형태로 형성하는 작업이 필요하다.

그러나 스트링거는 곡선을 형성하기에 앞서서, 그 단면 형태로 롤 포밍(roll forming)을 실시하게 되므로, 단면 형상을 그대로 유지하면서 길이 방향을 따라 곡선 형태를 형성하기 어려운 문제점 있었다.

더욱이, 상기 스트링거는 곡선 형태이므로, 스트링거의 사이드 월의 수직된 방향, 즉 측면 방향으로의 힘을 주어 곡선 형태로 형성하는 것이 일반적인데, 상기 곡선 형성을 위해 힘을 가하면서 부드러운 곡선을 형성하기 위해서는 길이 방향을 따라 균일한 힘을 배분하여야 하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은, 베이스 상부에 프레임을 좌·우 이동하도록 구성하고, 상기 프레임 내부에 이동블록이 상·하로 이동하도록 구성하며, 상기 이동블록 전면에는 회전블록이 회전할 수 있도록 구성하되, 상기 회전블록 전면에는 상부롤러와 하부롤러가 각각 상·하로 위치되어 자유 회전하도록 구성하면서, 두 개의 하부롤러가 일정 간격으로 고정되고, 그 상부에 하나의 상부롤러가 상기 상부롤러 사이에 인입된 구조를 가지도록 고정되어, 상기 베이스, 프레임, 이동블록 및 회전블록으로 이루어지는 곡선 형성 장치를 구성하여, 상기 회전블록을 회전하여 세팅한 후, 롤 포밍된 스트링거를 상기 하부롤러와 상부롤러 사이로 연속적으로 통과시켜 스트 링거의 길이 방향을 따라 곡선화하도록 한다.

그리고 상기 회전블록은, 상기 하부롤러와 상부롤러가 고정된 가이드블록과, 상기 이동블록에 맞대어 회전하도록 구성한 페이스블록으로 구성하되, 상기 가이드블록과 이동블록이 일정 길이를 가진 핀으로 연결·고정되도록 구성되어, 다른 사이즈의 스트링거에 곡선을 형성할 때, 기존 가이드블록을 제거하고, 다른 사이즈의 하부롤러와 상부롤러가 적용된 가이드블록을 적용함에 따라, 호환성이 좋고, 경제적이도록 한다.

그리하여 본 발명은, 베이스 상부에 프레임을 좌·우 이동하도록 구성하고, 상기 프레임 내부에 이동블록이 상·하로 이동하도록 구성하며, 상기 이동블록 전면에는 회전블록이 회전할 수 있도록 구성하되, 상기 회전블록 전면에는 상부롤러와 하부롤러가 각각 상·하로 위치되어 자유 회전하도록 구성하면서, 두 개의 하부롤러가 일정 간격으로 고정되고, 그 상부에 하나의 상부롤러가 상기 상부롤러 사이에 인입된 구조를 가지도록 고정되어, 상기 베이스, 프레임, 이동블록 및 회전블록으로 이루어지는 곡선 형성 장치를 구성하여, 상기 회전블록을 회전하여 세팅한 후, 롤 포밍된 스트링거를 상기 하부롤러와 상부롤러 사이로 연속적으로 통과시켜 스트링거의 길이 방향을 따라 곡선화가 용이한 효과가 있다.

그리고 상기 회전블록은, 상기 하부롤러와 상부롤러가 고정된 가이드블록과, 상기 이동블록에 맞대어 회전하도록 구성한 페이스블록으로 구성하되, 상기 가이드 블록과 이동블록이 일정 길이를 가진 핀으로 연결·고정되도록 구성되어, 다른 사이즈의 스트링거에 곡선을 형성할 때, 기존 가이드블록을 제거하고, 다른 사이즈의 하부롤러와 상부롤러가 적용된 가이드블록을 적용함에 따라, 호환성이 좋고, 경제적인 효과가 있다.

본 발명은, 크게 베이스(20), 프레임(30), 이동블록(40), 회전블록(70)으로 이루어지며, 베이스(20)부터 순차로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 베이스(20)는, 도1 및 도6에 도시한 바와 같이, 사각판 형태로, 상기 베이스(20)의 상부에는 그 길이 방향을 따라 파인 가이드홈(21)을 형성하고, 상기 가이드홈(21)의 측면에서 수나사산이 형성된 수평축(22)을 제자리에서 회전되도록 고정되어, 상기 축의 수나사산 부분이 가이드 홈을 따라 돌출되도록 구성하고, 그 타단에는 수평핸들(23)을 고정하여, 외부에서 상기 수평핸들(23)을 돌리면, 수평축(22)이 같이 회전하도록 구성한다.

그리고 프레임(30)은, 도2, 도3 및 도6에 도시한 바와 같이, 육면체 형태로 중앙 부분이 상·하를 따라 사각으로 트인 가이드부(31)를 형성하며, 가이드부(31)의 내부 양측면에는 상·하를 따라 파인 가이드홈(31a)을 각각 형성하며, 상기 프레임(30)의 상부에는 수나사산이 형성된 수직축(32)을 제자리에서 회전되도록 고정되어, 상기 수직축(32)의 수나사산 부분이 가이드부(31)을 따라 아래 방향으로 돌출되도록 구성하고, 그 수직축(32)의 타단에는 수직핸들(33)을 고정하여, 외부에서 상기 수직핸들(33)을 돌리면, 수직축(32)이 같이 회전하도록 구성한다.

한편, 상기 가이드부(31)의 수직축(32)과 나란히 회전축(34)을 나란히 설치하되, 상기 회전축(34)은 그 일단에 웜기어(35)가 고정되고, 그 타단에는 회전핸들(36)이 고정된 것으로, 상기, 프레임(30) 상부에 상기 회전축(34)이 제자리에서 회전되도록 고정되어, 상기 웜기어(35)가 프레임(30) 가이드부(31)에 위치 되도록 구성하고, 상기 회전핸들(36)을 돌리면 회전축(34)이 회전하면서, 웜기어(35)가 회전하도록 구성하며, 상기 프레임(30) 하단 측면에는 상기 가이드홈(31a)에 간섭되지 않은 위치에 관통된 암나나산(37)을 형성하고, 상기 프레임(30) 상단에는 관통된 암나나산(38)을 형성한다.

다음으로, 이동블록(40)은, 도3에 도시한 바와 같이, 육면체 형상으로 형성되여, 상기 이동블록(40) 중앙에는 관통된 끼움홀(41)을 형성하고, 상기 이동블록(40)의 양쪽 외측면에는 돌출된 가이드돌기(42)를 상·하를 따라 형성한다.

이어서 회전블록(70)을 설명하기에 앞서, 앞서 구성한 베이스(20), 프레임(30), 이동블록(40)의 조립 구조를, 도3 도5를 참고 하여 설명하면, 우선, 프레임(30)의 가이드부(31)에 이동블록(40)을 조립하여, 프레임(30)의 수직축(32)의 수나사산을 프레임(30) 상부의 암나나산(38)에 조립하고, 그 수나사산의 끝단, 즉, 수직축의 끝단이 이동블록(40) 상단에 고정하며, 프레임(30)의 회전축(34)의 웜기어(35)도 이동블록(40) 내측에 위치하도록 조립한다.

그래서, 상기 수직핸들(33)의 조절로 이동블록(40)이 프레임(30)의 가이드부(31)를 따라 상·하 이동하도록 구성하며, 상기 베이스(20) 하부에는 관통된 볼트공(24)이 다수개 형성되어, 상기 볼트공(24)과 볼트를 통해 바닥과의 고정이 용이하도록 한다.

그리고 베이스(20) 상부의 가이드홈(21)에 상기 이동블록(40)이 조립된 프레임(30)을 위치하고, 베이스(20)의 수평축(22)의 수나사산을 프레임(30) 하부의 암나사산(37)에 결합하여, 상기 수평핸들(23)의 조절로 프레임(30)이 베이스(20)의 가이드홈(21)을 따라 수평 이동하도록 구성한다.

참고로, 상기 베이스(20)와 프레임(20)의 결합은, 도3에 도시한 바와 같이, 상기 프레임(20)의 하부가 돌출되게 구성하고, 상기 베이스(20)의 가이드홈(21)은 상기 프레임(20)의 돌출된 부분을 감싸도록, ‘

’의 단면으로 형성되어, 상기 베이스(20)와 프레임(20)의 결합의 결합 후에도, 베이스(20)에서 프레임(30)이 이탈하는 것을 방지한다.

계속하여 페이스블록(50)과 가이드블록(60)으로 이루어지는 회전블록(70)을 도1 및 도2를 참고하여 설명하면, 우선 페이스블록(50)은 사각판 형상으로, 그 중앙에 관통된 구멍을 형성하고, 상기 구멍에는 내부가 빈 실린더(51)를 끼움·고정하여, 상기 실린더(51)의 일단이 외부로 돌출되게 구성하며, 상기 돌출된 실린더(51)의 외주연으로 베어링(53)(53′)과 웜휠(52)을 끼워 고정한다.

그리고 상기 페이스블록(50)의 가장자리로는 다수개의 핀(54)을 상기 실린더(51)가 돌출된 방향의 반대 방향으로 돌출되게 고정하되, 상기 핀(54)의 각 끝단은 단턱을 형성하고, 그 중심에는 암나사산을 일정 깊이로 형성한다.

그리고 가이드블록(60)은, 사각판 형상으로, 그 중앙에 관통된 롤러공(61)을 형성하고, 상기 롤러공(61)에는, 상부롤러(63)와 하부롤러(62)(62′)가 각각 회전하도록 고정하되, 도4 내지 도6에 도시한 바와 같이, 하부롤러(62)(62′)는 일정 거리를 유지하도록 하여 두 개가 평행하게 고정하며, 상부롤러(63)는 상기 하부롤러(62)(62′)의 상부 중앙에 고정하고, 상부롤러(63)의 하단부분이 상기 하부롤러(62)(62′) 사이에 일정 부분 인입되도록 고정하여, 상기 상부롤러(63)와 하부롤러(62)(62′) 사이의 공간에 의해 스트링거가 통과할 수 있도록 구성한다.

또한, 상기 가이드블록(60)의 가장자리를 따라 관통된 고정공(64)을 다수개 형성하는데, 바람직하기에는 상기 고정공(64)은 상기 사각블록의 핀(54)의 위치와 일치하도록 구성하고, 각 고정공(64)에는 부싱을 삽입하여 고정하도록 하는 것이 바람직하다.

이렇게 구성한 페이스블록(50)과 가이드블록(60)은 조립되어 회전블록(70)을 구성하되, 상기 가이드블록(60)의 고정공(64)으로 페이스블록(50)의 각 핀(54)의 단턱에 끼워 조립하고, 가이드블록(60) 외측에서 와셔 및 볼트로 각 핀(54)의 암나사산에 조립하여 페이스블록(50)과 가이드블록(60)을 조립하여 회전블록(70)을 구성한다.

이렇게 구성한 회전블록(70)은 상기 조립된 구조의 베이스(20), 프레임(30), 이동블록(40)에 조립되며, 그 조립 구조를 도4 및 도6을 참고하여 살펴보면, 상기 조립된 회전블록(70)의 돌출된 실린더(51)를 프레임(30)에 조립된 이동블록(40)의 끼움홀(41)로 끼워 조립하되, 베어링(53)(53′)에 의해 끼움홀(41) 내측에서 실린더(51)가 회전되게 구성하고, 상기 웜휠(52)은 프레임(30)의 웜기어(35)와 결합되도록 조립하여, 상기 프레임(30)의 회전핸들(36)에 의해 회전블록(70)이 웜기어(35)와 웜휠(52)에 순차로 힘을 전달하여 회전블록(70)이 회전하도록 구성한다.

참고로, 상기 회전블록(70)은 중앙이 관통된 박스 형태로 일체된 구조를 가지고, 전면에 하부롤러(62)(62′)와 상부롤러(63)를 고정하고, 후면에 실린더(51)가 돌출된 구조로의 제작이 가능하나, 상기 가이드블록(60)과 페이스블록(50)이 분리가 가능함에 따라, 적용하는 스트링거의 단면 치수가 달라질 경우에, 상기 다른 사이즈의 하부롤러(62)(62′)와 상부롤러(63)가 적용된 가이드블록(60)을 제작하여, 원래 있던 가이드블록(60)을 분해해 내고 새로운 가이드블록(60)을 조립하면, 다른 치수를 가진 스트링거의 적용을 위한 호환이 용이하고, 더욱 경제적인 특징이 있다.

이렇게 베이스(20), 프레임(30), 이동블록(40), 회전블록(70)이 조립된 구조의 스트링거의 곡선 형성 장치를 구성한다.

이렇게 구성한 스트링거의 곡선 형성 장치는, 기존의 스트링거의 롤 포밍 장치에 연속하여 설치되며, 상기 각 수직핸들(33), 수평핸들(23)을 조정하여 스트링거가 나오는 방향에 롤러공(61)이 대응되도록 위치하고, 특히 프레임(30)의 회전핸 들(36)을 조절하여 스트링거를 원하고자 하는 곡선에 맞추어, 상기 회전핸들(36)을 돌려서 회전블록(70)을 적절한 각도로 세팅한다.

그리고 롤 포밍 장치를 통과하는 스트링거가 상기 곡선 형성 장치를 통과하되, 상기 회전롤러의 롤러공(61), 자세하게는, 하부롤러(62)(62′)와 상부롤러(63) 사이를 통과하고, 상기 회전블록(70)이 회전된 구조로 인해서 스트링거가 균일한 힘을 받으므로, 상기 스트링거는 상기 곡선 형성 장치를 통과하면서 전체적으로 스트링거가 곡선 형태를 형성할 수 있는 특징이 있다.

더욱이, 스트링거의 곡선 형태에 따라 핸들 조정을 하여 회전블록(70)의 각도를 조정하면 다른 형태의 곡선에 대해서도 적용이 이루어지는 특징이 있으며, 상기 회전 회전블록(70)의 각도를 조절하면서 변경되는 수직방향, 수평방향으로의 이동은, 수직핸들(33)과 수평핸들(23)의 조절로 미세 조절할 수 있는 특징이 있다.

참고로, 상기 수평축(22)와 수직축(32)에 형성되는 수나사산과 및 이에 조립하는 암나사산(37)(38)에 대해서 설명하면, 이는 통상 일반적인 암나사와 수나사로 각각 형성될 수 있으며, 또는 상기 수평축(22)과 수직축(32)을 티엠 나사(TM screw, 사다리꼴 나사) 또는 볼 스크루(ball screw)로 형성하고, 이에 암나사산(37)(38)은 상기 티엠 나사와 볼 스크루에 대응되는, 티엠 너트(TM nut) 또는 볼 나사로 구성할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스트링거의 곡선 형성 장치의 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 스트링거의 곡선 형성 장치의 사용 상태를 보여주는 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 스트링거의 곡선 형성 장치의 사용 상태를 보여주는 후면 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 스트링거의 곡선 형성 장치의 측면도.

도 5는 본 발명에 따른 스트링거의 곡선 형성 장치의 평면도.

도 6은 본 발명에 따른 스트링거의 곡선 형성 장치의 정면도.

도 7은 본 발명이 적용되는 스트링거의 사시도 및 일부 확대도.

Claims

스트링거의 단면 형상을 형성하는 롤 포밍기를 통과한 스트링거에 곡선을 형성하는 곡선 형성 장치에 있어서,

중앙이 관통된 이동블록(40)을 구비하고, 중앙이 관통된 회전블록(70)이 구성되어. 상기 회전블록(70)의 중앙에는 상·하로 위치된 상부롤러(63)와 하부롤러(62)(62′)를 자유 회전하도록 구성하되, 상기 하부롤러(62)(62′)는 두 개가 일정 거리를 두어 평행하게 고정하고, 상기 상부롤러(63)의 하단은 상기 하부롤러(62)(62′) 사이에 인입된 구조로 형성하여,상기 이동블록(40)에 대해 회전블록(70)이 회전하도록 구성되며;

상기 곡선 형성 장치에 있어 회전블록(70)의 회전은, 웜휠(52)과 웜기어(35)에 의해 이루어지되, 일단에 웜기어(35)를 형성하고, 그 타단에 회전핸들(36)이 고정된 회전축(34)이 구비되고, 상기 회전블록(70)은 내부가 빈 실린더(51)가 돌출되게 고정하고, 상기 실린더(51)에는 베어링(53)(53′)과 웜휠(52)이 고정되어,

상기 실린더(51)를 상기 이동블록(40)에 조립하고, 상기 회전축(34)의 웜휠(52)이 웜기어(35)와 결합되게 설치되어, 상기 회전핸들의 회전으로 회전블록의 회전이 용이하게 하며;

상기 회전블록(70)은 각각 중앙이 관통된 판형의 가이드블록(60)과 페이스블록(50)으로 분리·구성하되, 페이스블록(50)에는 상기 베어링(53)(53′)과 웜휠(52)이 고정된 실린더(51)를 설치하고, 가이드블록(60)에는 상기 하부롤러(62)(62′)와 상부롤러(63)를 설치하고, 상기 페이스블록(50)과 가이드블록(60)는 일정 간격을 두고, 그 가장자리를 따라 다수개의 핀(54)의 양단이 고정되어 가이드블록의 교환이 용이하도록 구성하여;

상기 일정 각도로 회전한 회전블록으로, 롤 포밍된 스트링거를 상기 하부롤러와 상부롤러 사이로 연속적으로 통과시켜 스트링거를 곡선화함을 특징으로 하는 스트링거의 곡선 형성 장치.
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제 1항에 있어서,

중앙이 관통되어 가이드부(31)가 형성되어, 그 상단에 관통된 암나사산(38)을 형성하고, 상기 가이드부(31) 양내측면으로 파인 가이드홈(31a)을 상·하로 형성한 프레임(30)과;

일단에 수나사산을 형성하고, 타단에 수직핸들(33)이 고정된 수직축(32)이 더 구비하고;

상기 이동블록(40)의 양쪽 외측면에 돌출된 가이드돌기(42)를 상·하로 형성하며;

상기 프레임(30)의 가이드부(31)에 이동블록(40)이 설치되어, 상기 수직축(32)을 프레임(30)의 암나사산(38)에 조립하고, 그 수직축(32)의 끝단을 이동블록(40)에 고정하여;

상기 수직핸들의 회전으로 이동블록이 상·하로 이동함을 특징으로 하는 스트링거의 곡선 형성 장치.
제 1항에 있어서,

상부에 파인 가이드홈(21)을 형성한 베이스(20)와;

중앙이 관통되어 가이드부(31)가 형성되어, 그 상단에 관통된 암나사산(38)을 형성하고, 그 하단에는 관통된 암나사산(37)을 형성하며, 상기 가이드부(31) 양내측면으로 파인 가이드홈(31a)을 상·하로 형성한 프레임(30)과;

일단에 수나사산을 형성하고, 타단에 수직핸들(33)이 고정된 수직축(32)과;

일단에 수나사산을 형성하고, 타단에 수평핸들(23)이 고정된 수평축(22)을 더 구비하고;

상기 프레임(30)의 가이드부(31)에 이동블록(40)이 설치되어, 상기 수직축(32)을 프레임(30)의 암나사산(38)에 조립하고, 그 수직축(32)의 끝단을 이동블록(40)에 고정하며;

상기 프레임(30)을 상기 베이스(20)의 가이드홈(21)에 위치하고, 상기 수평축(22)을 베이스(20)에 자유 회전하도록 고정하고, 고정된 수평축(22)을 프레임(30)의 암나사산(33)에 조립하여,

상기 수직핸들 및 수평핸들의 회전으로 이동블록이 좌·우, 상·하로 이동함을 특징으로 하는 스트링거의 곡선 형성 장치.