KR100876659B1 - 머플러 파이프 소재 제작용 조관기의 용접예정부분 에지가공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 판형상의 소재를 둥글게 성형하여 관형상의 머플러 파이프 소재로 이용되는 관을 제작하는 조관기의 공정 중에서 실시되는 용접이 보다 견고하게 이루어질 수 있도록 하는 머플러 파이프 소재 제작용 조관기의 용접예정부분 에지 가공장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 머플러 파이프 소재 제작용 조관기의 용접대상부분 에지 가공장치는 알루미늄 도금강판 재질의 소재를 평면상으로 공급하는 소재공급장치와, 공급된 소재의 양측 끝단을 말아 올려 관형상으로 성형시키는 성형장치와, 양측이 맞닿은 부분에 용접이 실시되도록 하는 용접장치와, 용접장치에 의해서 생성된 용접 비드가 제거되도록 하는 용접 비드 제거장치와, 성형된 관의 직진도 및 진원도를 조절하기 위한 교정장치 및 제작된 관을 일정한 크기로 절단시키기 위한 절단장치를 포함하여 구성되는 조관기에 있어서, 상기 용접장치에 의해서 용접이 이루어지기 전에 용접이 이루어질 소재의 양측 끝단에 위치된 용접예정부분의 알루미늄 도금층이 벗겨지도록 하기 위한 에지 바이트가 성형장치의 전방에 형성된 구조로 이루어진다.

조관기, 에지 가공장치, 용접, 머플러 파이프

Description

머플러 파이프 소재 제작용 조관기의 용접예정부분 에지 가공장치{Adge deburring apparatus on the pipe forming machine to make muffler pipes}

본 발명은 머플러 파이프 소재 제작용 조관기의 용접예정부분 에지 가공장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 판형상의 소재를 둥글게 성형하여 관형상의 머플러 파이프 소재로 이용되는 관을 제작하는 조관기의 공정 중에서 실시되는 용접이 보다 견고하게 이루어질 수 있도록 하는 머플러 파이프 소재 제작용 조관기의 용접예정부분 에지 가공장치에 관한 것이다.

자동차의 운전 중에 배기계에서 발생되는 소음을 감쇄시키기 위한 머플러의 전방 및 후방측에 연결되어 엔진측에서 배출되는 배기가스를 차량의 후방측으로 유도하는 기능을 하는 머플러 파이프는 엔진 측으로부터 전달되는 고온의 열에 의한 폐해를 줄일 수 있도록 열전도성 및 내부식성이 우수할 뿐만 아니라 성형성이 우수한 알루미늄 도금강판을 재질로 한 관을 소재로 하여 성형제작되는 것이 일반적이다.

머플러 파이프 소재용 관을 제작하기 위하여 판형상의 알루미늄 도금강판을 관형상으로 제작하는 조관기의 대략적인 구조에 대해서는 대한민국 특허청에 의해 공개된 공개실용신안공보 1999-0020547호, 공개특허공보 10-2004-0041396호 등에서 확인할 수 있다.

종래기술에 의한 조관기는 판형상의 소재가 공급되는 소재공급장치와, 공급된 판형상의 소재를 양측에서 둥글게 말아 올려 결국에는 양측 끝단이 맞대어지도록 함으로서 관형상으로 성형되도록 하는 성형장치와, 맞대어진 양측 끝단을 서로 용접시키는 용접장치와, 용접에 의해서 관의 외측 및 내측 표면에 형성된 용접 비드를 제거하기 위한 비드 제거장치와, 용접 비드가 제거된 외측 표면에 알루미늄 용사를 실시하여 표면이 매끄러운 상태가 되도록 하는 용사장치와, 비드가 제거된 후의 관의 직진도 및 진원도를 조절하기 위한 교정장치와, 길게 성형된 관이 일정한 크기로 절단되도록 하기 위한 절단장치와, 절단된 관을 배출시키기 위한 배출장치와, 용접과정과 비드를 제거하는 과정 등에서 발생된 고열을 식히기 위한 냉각장치를 포함하여 구성된다. 따라서 소재공급장치에서 공급된 판형상의 소재는 성형장치, 용접장치, 비드 제거장치, 교정장치 및 절단장치 등의 일련의 장치를 통과하면서 소정의 길이를 가지는 관형상으로 변형됨으로서 머플러 파이프 제작용 소재로 사용되는 관이 완성되는 것이다.

도 1 은 종래기술에 의한 조관기를 구성하는 성형장치의 일부를 도시한 도면으로서, 프레임(100)의 도중에는 판형상의 소재(M)가 전진방향으로 진행되도록 하기 위한 다수의 성형롤러(210)가 전동모터 등의 구동력을 전달받아 회전동작되도록 형성되어 있는 상태를 보이고 있다. 한편, 성형롤러(210)들은 전방 및 후방에 위치된 각각이 그 형상 및 크기가 다르게 형성됨으로서 조관기의 성형장치(200)를 통과 한 판형상의 소재(M)의 양측 끝단은 점차 말아 올려지게 된다.

그리고 성형장치의 마지막에 위치된 성형롤러에 의해서 소재의 양측 끝단은 서로 맞닿은 상태가 된 채로 도 2 에 도시된 바와 같은 용접장치를 향하게 된다. 용접장치(300)로는 고주파 유도 가열장치가 주로 이용되는데, 금속재질의 소재(M)가 통과되는 과정에 마련된 워킹 코일(310)에 고압의 전류를 인가시키게 되면 관형상의 소재 내측에 위치된 임피더(320)와의 상호 작용으로 맞닿은 소재의 양측 끝단이 서로 접합되는 것이다.

도 3 은 조관기의 소재공급장치에서 공급된 판형상의 소재가 성형장치 및 용접장치를 통과하면서 관형상으로 변화되는 상태를 단계적으로 도시한 도면이다. 즉, 소재공급장치에 의해서 입력된 판형상의 소재(M)는 성형장치를 통과하면서 소재의 양측 끝단이 점차 상측으로 말아 올려지게 되고, 결국은 양측 끝단이 서로 맞닿게 되면서 단면형상이 원형을 이루는 상태가 된다. 그 후, 용접장치에 의해서 소재의 맞닿은 양측 끝단에 용접이 실시됨으로서 도면에 표시된 바와 같은 용접 비드(B)가 관의 외부 및 내부에 돌출된 형태로 생성된다. 이렇게 생성된 용접 비드(B)는 외경측 비드 제거용 바이트 및 내경측 비드 제거용 바이트에 의해서 제거된다. 용접 비드가 제거된 후의 용접부분에는 용사장치에 의한 용사가 이루어짐으로서 용접부 표면이 보다 매끄러운 상태가 되고, 직진도 및 진원도를 조절하는 교정장치에 의해서 교정된 후 일정한 크기로 절단이 이루어진다.

그런데 전술한 바와 같이 성형공정이 마쳐진 관에 용접을 실시하는 과정에서 용접이 제대로 이루어지지 않고 많은 불량이 발생되는 현상이 발생되는데, 이러한 용접불량의 가장 큰 원인으로는 용접이 이루어지는 부분에 이물질이 묻어 있거나 소재의 재질적인 특성에 있는 것으로 알려지고 있다. 즉, 머플러 파이프를 제작하기 위한 관의 소재로 대부분 알루미늄 도금강판이 이용됨으로서 고주파 용접기와 같은 용접장치에 의한 용접이 제대로 이루어지지 않게 되는 것이다.

한편, 종래의 조관기로 생산된 관을 이용하여 머플러 파이프를 제작하는 과정에서도 용접부분의 파손으로 인한 불량이 발생되었는데, 특히 확관을 실시하는 공정에서 용접부에 가해지는 스트레스를 견디지 못하고 용접부분이 찢어지는 등의 현상이 발생되었다.

따라서 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 판형상의 소재를 둥글게 성형하여 관형상의 머플러 파이프 소재로 이용되는 관을 제작하는 조관기의 공정 중에서 실시되는 용접이 보다 견고하게 이루어질 수 있도록 용접 전에 용접예정부분의 알루미늄 도금층이 벗겨지도록 할 뿐만 아니라 이물질이 제거되도록 하는 머플러 파이프 소재 제작용 조관기의 용접예정부분 에지 가공장치를 제공하는 데 목적이 있는 것이다.

또한, 본 발명은 조관기의 소재공급장치로부터 공급되는 소재의 폭에 따라서 용접예정부분의 도금층을 벗기기 위한 에지 바이트의 간격조절이 가능하도록 하는 머플러 파이프 소재 제작용 조관기의 용접예정부분 에지 가공장치를 제공하는 데 목적이 있는 것이다.

전술한 바와 같은 과제의 해결을 위한 본 발명은 다음과 같이 이루어진다. 즉, 본 발명은 알루미늄 도금강판 재질의 소재를 평면상으로 공급하는 소재공급장치와, 공급된 소재의 양측 끝단을 말아 올려 관형상으로 성형시키는 성형장치와, 양측이 맞닿은 부분에 용접이 실시되도록 하는 용접장치와, 용접장치에 의해서 생성된 용접 비드가 제거되도록 하는 용접 비드 제거장치와, 성형된 관의 직진도 및 진원도를 조절하기 위한 교정장치 및 제작된 관을 일정한 크기로 절단시키기 위한 절단장치를 포함하여 구성되는 조관기에 있어서, 상기 용접장치에 의해서 용접이 이루어지기 전에 용접이 이루어질 소재의 양측 끝단에 위치된 용접예정부분의 알루미늄 도금층이 벗겨지도록 하기 위한 에지 바이트가 성형장치의 전방에 형성된 구조로 이루어진다.

또한, 본 발명에 따른 머플러 파이프 소재 제작용 조관기의 용접대상부분 에지 가공장치에서 에지 바이트는 소재가 통과되는 양측 상부 및 하부에 형성될 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 머플러 파이프 소재 제작용 조관기의 용접대상부분 에지 가공장치에서 에지 바이트를 고정시키는 클램프는 상기한 에지 바이트를 고정시키는 바이트 클램프는 바이트 프레임에 축결합된 바이트 간극조절용 볼트의 조작에 의해서 소재의 폭에 따라 폭방향으로 이동가능하도록 형성될 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 머플러 파이프 소재 제작용 조관기의 용접대상부분 에지 가공장치에서 에지 바이트의 전방 및 후방에는 각각 소재가 직진되도록 유도하 기 위한 가이드 롤러가 형성될 수 있는 것이다.

그리고 본 발명에 따른 머플러 파이프 소재 제작용 조관기의 용접대상부분 에지 가공장치에서 가이드 롤러의 중간부분에는 소재의 측면 끝단이 일부 수용되도록 하는 환형상의 가이드 홈이 형성될 수 있는 것이다.

아울러, 본 발명에 따른 머플러 파이프 소재 제작용 조관기의 용접대상부분 에지 가공장치에서 에지 바이트의 전후방측에는 에지 바이트에 의해서 소재로부터 절단된 칩 및 이물질을 불어내기 위한 에어 블러워가 형성될 수 있는 것이다.

전술한 바와 같은 수단에 의해서 이루어진 머플러 파이프 소재제작용 조관기의 용접대상부분 에지 가공장치에 의하면 평판형상의 소재가 성형장치에 의해서 관형태로 성형되기 전에 용접예정부분의 도금층이 벗겨지게 되면서 이물질이 제거됨으로서 용접장치에 의한 용접이 보다 견고하게 이루어질 수 있는 커다란 장점이 있는 것이다.

또한, 본 발명에 의해서 제작된 관을 소재로 하여 머플러 파이프를 제작하는 중 확관공정에 따른 스트레스에도 용접부분이 터지지 않게 되는 커다란 장점이 있는 것이다.

이하에서는 본 발명에 의한 머플러 파이프 소재제작용 조관기의 용접대상부분 에지 가공장치의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명하기로 한다.

도 4 는 본 발명에 의해 형성된 에지 가공장치의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 5 는 본 발명에 의한 에지 가공장치의 평면구성도이고, 도 6 은 도 5 에 표시된 A-A선 단면도이고, 도 7 은 도 5 에 표시된 B-B선 단면도이고, 도 8 은 본 발명에 의한 에지 가공장치를 통과한 후의 소재를 단면도시한 도면이다.

도면 중에 표시되는 도면부호 20 은 본 발명에 의해 형성된 에지 가공장치를 지시하는 것으로서, 에지 가공장치(20)는 배경기술의 설명에서 이미 설명된 바와 같이 구성되는 조관기 라인의 소재공급장치와 성형장치 사이에 마련되는 것이다. 즉, 미도시된 소재공급장치로부터 공급된 평면형상의 알루미늄 도금강판 소재(M)가 성형장치에 의해서 성형이 이루어지기 전에 용접장치에서 용접이 이루어질 소재의 용접예정부분(M1)이 선가공되도록 하기 위한 것이다.

에지 가공장치(20)를 통한 용접예정부분(M1)의 선가공은 용접장치에서 용접이 이루어지는 과정에서 철과 철의 용접이 이루어질 수 있도록 알루미늄 도금강판의 도금층이 벗겨지도록 하는 데 목적이 있는 것이다. 물론, 소재(M)가 에지 가공장치(20)를 통과하는 과정에서는 용접예정부분(M1)에 붙은 금속 칩과 같은 이물질이 제거될 수 있음으로서 용접장치에 의한 용접이 보다 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 데에도 목적이 있는 것이다.

에지 가공장치(20)는 도면에 표시된 바와 같이 조관기 라인의 일부를 이루는 프레임(10)의 도중에 형성되는 것으로, 프레임(10)은 전방의 소재공급장치와 후방의 성형장치를 서로 연결시키는 형태로 이루어진다. 물론, 프레임(10)의 도중에는 소재(M)의 진행이 이루어질 수 있도록 하기 위한 다수의 롤러(12)가 형성되는데, 소재공급장치 측에는 이송롤러가 형성되는 한편 성형장치 측에는 성형롤러가 형성되는 것이다.

에지 가공장치(20)의 핵심은 소재(M)의 양측단에 위치된 용접예정부분(M1)이 가공되도록 하여 알루미늄 도금층이 벗겨지도록 하는 에지 바이트(30)에 있다. 에지 바이트(30)는 소재(M)가 통과되는 궤도의 양측에 형성되는데, 소재(M)의 용접예정부분(M1) 상하측이 모두 가공될 수 있도록 하기 위해서 그 궤도의 양측 상하부에 각각 형성된다.

에지 바이트(30)는 프레임(10)의 도중에 폭방향의 이동이 가능하도록 형성된 바이트 클램프(40)에 장착되는데, 소재의 폭에 따라서 소재가 이동되는 궤도의 양측에 각각 위치된 바이트 클램프(40)의 간격을 조절할 수 있게 되는 것이다. 도면에 도시된 바와 같이 바이트 클램프(40)의 간격 조절은 그 각각의 일측에 형성된 바이트 간극조절용 볼트(42)를 회전시키는 방식으로 이루어질 수 있는 것이다. 바이트 간극조절용 볼트(42)와 소정 간격 떨어진 위치에는 바이트 클램프(40)의 이송을 안내하기 위한 가이드봉(44)이 바이트 간극조절용 볼트(42)와 나란한 방향으로 형성된다. 또한, 바이트 클램프(40)에는 에지 바이트(30)의 탈장착 및 높이조절을 위한 고정볼트(46)가 마련된다.

그리고 바이트 클램프(40)로부터 소정 간격이 떨어진 전방 및 후방의 위치에는 소재(M)의 이동궤도를 제한하여 직진성이 보다 보장되도록 하기 위한 가이드 롤러(50)가 형성된다. 바이트 클램프(40)의 전후방 양측에 각각 형성되는 4개의 가이드 롤러(50)는 도면에 도시된 바와 같이 그 도중에 환형상이 가이드 홈(52)이 형성 되어 있어서 소재(M)의 양측 끝단이 그 가이드 홈(52)을 따라 이동되는 것이다. 가이드 홈(52)은 그 일측의 측단면형상이 반원형 또는 사각형을 이루는 형태로 형성될 수도 있는 것이지만, 도면에 도시된 바와 같이 상부측에 테이퍼 면(54)이 형성되는 것이 소재의 이동 궤도를 유지시켜주는 데 보다 유리할 것이다.

한편, 가이드 롤러(50)는 별도의 동력에 의해서 회전동작되도록 형성되는 것보다는 소재(M)의 직선운동력이 전달되어 아이들 회전되는 형태로 이루어지는 것이 소재의 변형이 방지되록 하는 측면에서 보다 바람직하다.

가이드 롤러(50)를 지지하는 구조 또한 전술한 에지 바이트(30)를 지지하는 바이트 클램프(40)의 구조와 마찬가지로 소재(M)의 폭에 따라서 폭 조절이 가능한 구조로 이루어진다. 즉, 프레임(10)의 도중에 가이드 롤러(50)의 이동이 가능하도록 하는 공간이 마련되고, 그 공간의 내측에 가이드 롤러(50)를 축지지하는 롤러 바디(60)가 롤러 간극조절용 볼트(62)에 의해서 폭방향으로 이동가능한 형태로 수용된다. 한편, 롤러 간극조절용 볼트(62)와 소정 간격 떨어진 위치에는 롤러 바디(60)의 이송을 안내하기 위한 가이드봉(64)이 롤러 간극조절용 볼트(62)와 나란한 방향으로 형성된다.

그리고 에지 바이트(30)에 의해서 절삭되어 소재로부터 분리되는 칩이 소재로부터 완전히 분리되도록 하기 위한 에어 블로워(70)가 에지 바이트(30)의 전후방에 각각 형성된다. 에어 블로워(70)는 에지 바이트(30)에 의해서 절삭된 칩을 분리시키는 역할 이외에도 에지 바이트(30)에 의한 절삭과정에서 발생되는 열을 식히는 역할도 하게 된다.

한편, 에지 가공장치(20)의 구간을 통과하는 소재의 상부면은 공기 중에 완전히 노출되는 것보다는 소재가 상측을 향해 부상되지 않고 정해진 궤도 내에서 이동될 수 있도록 하기 위한 상부 가이드(16)로써 씌워지도록 하는 것이 바람직하다. 물론, 상부 가이드(16)의 하측으로는 소재(M)의 하측면을 지지하는 하부 가이드(14)가 형성되어 있는 것으로, 하부 가이드(14)와 상부 가이드(16) 사이에는 소재의 두께보다는 큰 간격이 형성된 구조로 이루어진다.

도 9 는 본 발명에 의한 에지 가공장치가 포함된 조관기를 통해서 머플러 파이프 제작용 관이 제작되는 과정을 대략적으로 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에 의한 에지 가공장치(20)를 통과한 후의 소재(M)는 도 8 에 도시된 바와 같이 용접예정부분(M1)인 양측의 상하 모서리가 절삭된 형태를 이루게 된다. 이와 같이 용접예정부분(M1)의 알루미늄 도금층이 벗겨진 상태에서 소재(M)는 계속하여 조관기의 성형장치를 향하여 이동되면서, 도 9 에 도시된 형태로 양측이 말려 올려지는 상태가 된다. 그리고 성형장치의 최후방에 위치된 성형롤러에 의해서 양측의 용접예정부분이 완전히 밀착되면서 소재의 측단면형상은 원형을 이루게 된다.

조관기의 용접장치를 통과하는 과정에서 양단이 밀착된 용접예정부분(M1)에는 용접이 실시됨으로서 관의 외경측 및 내경측 용접부분에는 용접비드(B)가 불규칙적으로 돌출된 형태로 생성된다. 이와 같이 생성된 용접 비드는 외경측 용접 비드 제거공정과 내경측 비드 제거공정을 통해서 완전히 제거되고, 용사장치에 의해서 용접부에는 알루미늄 용사가 이루어짐으로서 용접부 표면이 보다 매끄러운 상태가 된다.

그 이후의 과정은 배경기술의 설명에서 설명이 이루어진대로 냉각장치 및 절단장치를 통해서 냉각 및 절단이 이루어진 후 배출장치를 통해서 포장공정으로의 배출이 이루어진다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다향한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

도 1 은 종래 조관기의 성형장치를 설명하기 위한 도면.

도 2 는 종래 조관기의 용접장치를 설명하기 위한 도면.

도 3 은 종래 조관기에 의해서 소재가 성형되는 과정을 설명하기 위한 도면.

도 4 는 본 발명에 의해 형성된 에지 가공장치를 설명하기 위한 도면.

도 5 는 본 발명에 의한 에지 가공장치의 평면구성도.

도 6 은 도 5 에 표시된 A-A선 단면도.

도 7 은 도 5 에 표시된 B-B선 단면도.

도 8 은 본 발명에 의한 에지 가공장치로 가공된 소재를 단면도시한 도면.

도 9 는 본 발명에 따른 에지 가공장치가 마련된 조관기를 통해서 머플러 파이프 소재용 관이 제작되는 공정을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 프레임 12 : 롤러

14 : 하부 가이드 16 : 상부 가이드

20 : 에지 가공장치 30 : 에지 바이트

40 : 바이트 클램프 42 : 바이트 간극조절용 볼트

50 : 가이드 롤러 52 : 가이드 홈

54 : 테이퍼 면 60 : 롤러 바디

62 : 롤러 간극조절용 볼트 70 : 에어 블러워

M : 소재 M1 : 용접예정부분

Claims (6)

1. 알루미늄 도금강판 재질의 소재를 평면상으로 공급하는 소재공급장치와, 공급된 소재의 양측 끝단을 말아 올려 관형상으로 성형시키는 성형장치와, 양측이 맞닿은 부분에 용접이 실시되도록 하는 용접장치와, 용접장치에 의해서 생성된 용접 비드가 제거되도록 하는 용접 비드 제거장치와, 성형된 관의 직진도 및 진원도를 조절하기 위한 교정장치 및 제작된 관을 일정한 크기로 절단시키기 위한 절단장치를 포함하여 구성되는 조관기에 있어서,

   상기 용접장치에 의해서 용접이 이루어지기 전에 용접이 이루어질 소재(M)의 양측 끝단에 위치된 용접예정부분(M1)의 알루미늄 도금층이 벗겨지도록 하기 위한 에지 바이트(30)가 성형장치의 전방에 형성되되, 상기 에지 바이트(30)는 소재(M)가 통과되는 궤도의 양측 상부 및 하부에 형성되고, 상기 에지 바이트(30)를 고정시키는 바이트 클램프(40)는 바이트 프레임(10)에 축결합된 바이트 간극조절용 볼트(42)의 조작에 의해서 소재(M)의 폭에 따라 폭방향으로 이동가능하도록 형성되고, 상기 에지 바이트(30)의 전방 및 후방에는 각각 소재(M)가 직진되도록 유도하기 위한 가이드 롤러(50)가 형성되며, 상기 가이드 롤러(50)의 중간부분에는 소재(M)의 측면 끝단이 일부 수용되도록 하는 환형상의 가이드 홈(52)이 형성된 것을 특징으로 하는 머플러 파이프 소재 제작용 조관기의 용접대상부분 에지 가공장치.
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