KR100956425B1 - 주름형 강관의 제작방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관 몸체에 나선상으로 주름이 형성되면서도 그 내경부는 굴곡됨 없이 매끄럽도록 구성하여 제품 자체의 강도가 향상되도록 함은 물론 사용과정에서는 유체의 흐름이 항상 안정되도록 한 주름형 강관의 제작방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 주름형 강관의 제작방법은 제1롤포밍기에 평강판을 투입하는 단계; 평강판 표면에 요입부를 일체로 갖는 제1주름부를 성형하는 단계; 상기 제1주름부의 양측에 외측으로 경사진 한 쌍의 경사부를 성형하는 단계; 상기 각 경사부를 제1주름과 반대방향이면서 요입부를 일체로 갖는 이격된 한 쌍의 제2주름부로 성형하는 단계; 상기 제1주름부의 상단을 1차 가압하여 상기 제2주름부를 서로 밀착되게 마주하도록 성형하는 단계; 제1주름부의 상단을 2차 가압하여 상기 제1주름부의 상단이 강판의 표면과 동일평면을 이루면서 제2주름부의 요입부에 밀착되도록 성형하는 단계; 및 상기 강판을 제2롤포밍기에 통과시켜 나선상으로 말아 원통형상으로 성형하는 단계를 포함한다.

Description

주름형 강관의 제작방법 및 장치{Mathod for manuaacturing corrugated steel pipe and apparatus thereof}

본 발명은 관 몸체에 나선상으로 주름이 형성되면서도 그 내경부는 굴곡됨 없이 매끄럽도록 구성하여 제품 자체의 강도가 향상되도록 함은 물론 사용과정에서는 유체의 흐름이 항상 안정되도록 한 주름형 강관의 제작방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 도로, 항만, 하수처리장 등에서 유체의 이동을 안내하는 관으로는 콘크리트 흄관이 주로 사용되고 있는데, 상기 콘크리트 흄관은 자체의 중량 및 부피의 증가로 인하여 운반 및 취급시에 중장비의 투입이 요구되고, 시공시 거푸집의 설치 및 해체에 따른 작업성 저하와 함께 연결부의 증가로 인해 공사기간이 길어지며, 연결부를 잇는 기초 시멘트의 동결로 인한 계절적 제약을 받게 되는 문제점을 갖게 된다.

또한 콘크리트 흄관은 강도는 우수하지만 운반 및 시공시 외부로부터 가해지는 충격에 약해 쉽게 균열되거나 심할 경우 파손되는 문제점을 갖는다.

따라서 근래에는 강판을 나선상으로 말아 그 말아진 경계부분을 락심(lock seam) 연결한 강관이 사용되고 있는 실정이고 그 사용량이 점점 더 증대되고 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 일반적인 강관은 나선상으로 말아져 그 경계부분이 락심연결된 관 몸체(1)로 이루어진다. 그리고 이 관 몸체(1)는 상기 락심연결부분을 제외한 나머지 부분이 모두 매끄러운 단순한 형태로 이루어진다. 이러한 구조의 강관은 콘크리트 흄관의 문제점을 상당부분 해결하고 있지만 락심연결 부위를 제외한 나머지 내경부(11)의 강도가 상당이 떨어지는 문제점을 안고 있어 상,하수도와 같은 유체의 이송을 안내하는 용도로는 폭넓게 사용되지 못하였다.

상기한 일반적인 강관의 문제점을 해결하기 위하여, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 강판을 나선으로 말아 그 말아진 경계부분을 락심으로 연결한 관 몸체(1)의 둘레에 길이방향을 따라 나선을 이루도록 내경부(11)에 디귿자 형태의 요입부(2a)가 일체화된 주름(2)을 형성한 주름형 강관이 알려져 있다.

상기 종래 주름형 강관은 다음과 같은 과정을 거쳐 제작된다.

먼저 롤상태로 말아진 평판형태의 강판을 구비한 다음 이를 언코일러에 장착한 후 상기 언코일러를 작동시켜 말아진 강판을 풀고, 풀어진 강판을 제1롤포밍기에 통과시키면, 상기 제1롤포밍기는 그 구조에 따라 강판에 디귿자형태의 요입부(2a)가 일체화된 상태의 주름(2)을 길이방향으로 형성시킴과 동시에 양측단부에는 연결고리를 형성시키게 된다.

상기 주름(2)이 길이방향으로 형성됨과 함께 연결고리가 형성된 강판을 제2롤포밍기에 통과시키면 주름(2)과 연결고리가 형성된 강판은 나선상으로 말아지면서 그 말아지는 경계부분은 락심연결되고, 이에 따라 강판은 주름(2)이 형성되면서 원통형상으로 관 몸체(1)를 이루어 결국 도 3 및 도 4와 같은 구조의 주름형 강관이 얻어진다.

그러나, 이와 같은 주름형 강관은 요입부(2a)를 통과하는 유체의 흐름성이 크게 나빠지는 문제가 있고, 이 경우 관 몸체(1)의 내경부(11)에 작용하는 압력이 과도하게 상승하면서 락심 연결부위가 자주 파열되면서 누수가 발생되는 문제점이 있다. 뿐만 아니라, 요입부(2a)에 침전물이 쌓이게 되면서 오랜기간 사용할 경우 침전물의 부패로 인해 유체가 오염되는 문제점을 갖게 된다.

한편, 상기한 문제점을 해결하고자 실용신안등록 제187831호 및 특허출원 제2001-67507호로 이중벽체형 파형강관이 제공되고 있는바, 상기한 기술들은 파형이 형성된 관 몸체의 내경부에 표면이 매끄러운 평활관을 접촉시킨 다음 상기 관 몸체와 평활관을 용접 고정하여 상기 평활관이 관 몸체에 파형을 형성함에 따라 일체화된 요입부가 커버되도록 구성하여 시공 후 사용과정에서 유체가 안내될 때 흐름에 방해가 일어나지 않도록 함과 함께 침전물이 쌓이지 않도록 하고는 있으나, 상기 구조에서와 같이 파형을 이루는 관 몸체의 내경부에 표면이 매끄러운 평활관을 접촉시켜 고정한 구조에서는 평활관의 사용량 만큼 재료비가 증가됨은 물론 전체적인 무게도 증가되는 등의 다른 문제점이 있고, 또한 작업 과정에서 용접을 해야 하므로 작업성도 저하되는 다른 문제점도 있었다.

따라서, 최근에는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 관 몸체(1)에 형성되는 요입부(12a)의 입구 양단을 접촉되게 밀착시켜 주름(12)을 형성시킴으로써, 관 몸체(1)에는 나선상으로 주름(12)이 형성되도록 하면서도 관 몸체(1)의 내경부(11)는 굴곡됨이 없이 매끄럽도록 한 주름형 강관이 개발되어 관 몸체(1)의 자체 강도가 향상 되도록 하고 평활관의 사용을 배제하여 무게와 제작비를 모두 경감시키는 것은 물론 사용과정에서는 유체가 안정적으로 흐를 수 있도록 하고 있다.

국내실용신안등록제187831호(2000.07.15.공고),도2 국내특허출원제2001-67507호(2003.05.09.공개),도7

그러나, 상기와 같은 종래의 주름형 강관들은 시공과정에서 바닥에 끌리거나 중장비와 충돌된다거나 시공된 이후 강관의 위로 차량과 같은 중량물이 통과한다거나 하는 등의 여러 가지 이유들로 인해 관 몸체(1)의 외측으로 돌출된 주름(12)이 빈번하게 손상되는 문제가 있다.

이는, 상기 주름(12)은 요입부(12a)의 입구 양단이 밀착되도록 성형되었기 때문에 외력에 매우 취약한 구조를 갖기 때문이다. 따라서, 상기 주름(12)에 외력이 인가될 경우, 주름(12)의 형상과는 관계없이 요입부(12a)의 입구 양단으로 외력이 집중되는 구조를 피할 수 없는 것이다.

예컨대, 도 6a에 도시된 바와 같이, 주름(12)이 정압(F)을 받을 경우에는 밀착된 주름(12)이 눌리면서 요입부(12a)의 입구가 벌어지게 되므로 관의 내부를 흐르는 유체의 흐름성이 나빠지게 되며, 도 6b에 도시된 바와 같이, 주름(12)이 횡압(F1)을 받을 경우에는 주름(12)이 쉽게 꺽이면서 망실되어 관의 강도가 취약하게 될 뿐만 아니라 심할 경우 주름(12) 부위에 크랙이 발생되어 이 부위로 누수가 되는 심각한 문제로 이어지게 된다.

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 주름을 제외한 관 몸체의 내경부가 평활하면서 주름의 강도도 우수한 주름형 강관의 제작방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 주름형 강관의 제작방법은 제1롤포밍기에 평강판을 투입하는 단계; 평강판 표면에 요입부를 일체로 갖는 제1주름부를 성형하는 단계; 상기 제1주름부의 양측에 외측으로 경사진 한 쌍의 경사부를 성형하는 단계; 상기 각 경사부를 제1주름과 반대방향이면서 요입부를 일체로 갖는 이격된 한 쌍의 제2주름부로 성형하는 단계; 상기 제1주름부의 상단을 1차 가압하여 상기 제2주름부를 서로 밀착되게 마주하도록 성형하는 단계; 제1주름부의 상단을 2차 가압하여 상기 제1주름부의 상단이 강판의 표면과 동일평면을 이루면서 제2주름부의 요입부에 밀착되도록 성형하는 단계; 및 상기 강판을 제2롤포밍기에 통과시켜 나선상으로 말아 원통형상으로 성형하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1롤포밍기에 평강판을 투입하는 단계 이후에 제1주름부와 제2주름부의 성형시 강판의 양측단부에 락심연결이 이루어지도록 하기 위한 연결고리도 함께 성형되도록 하는 단계를 더 거치도록 하고, 상기 강판을 제2롤포밍기에 통과시켜 나선상으로 말아 원통형상으로 성형하는 단계에서 상기 강판은 경계부분이 연결고리에 의해 락심 연결되어 원통형상으로 관 몸체를 이루도록 성형되도록 한다.

그리고 본 발명의 주름형 강관의 제작장치는 언코일러와, 언코일에 롤상태로 말아진 평강판의 표면에 디귿자형태의 요입부가 일체화된 상태의 주름을 길이방향으로 형성시키는제1롤포밍기와, 제1롤포밍기를 빠져나온 강판을 나선상으로 말아 원통형상으로 성형하는 제2롤포밍기를 구비한 주름형 강관의 제작장치에 있어서, 상기 제1롤포밍기가, 중앙에 형성된 요철부를 통해 서로 맞물려 회전하면서 평강판 표면에 요입부를 일체로 갖는 제1주름부를 성형하는 제1상,하형롤러; 제1상,하형 후방에 배치되어 상기 제1주름부의 양측으로 외측으로 경사진 경사부를 성형하는 원추상,하형롤러; 중앙에 이격되게 형성된 한 쌍의 요철부를 통해 서로 맞물려 회전하면서 상기 경사부에 제1주름과 반대방향으로 요입부를 일체로 갖는 한 쌍의 제2주름부를 성형하는 이중상,하형롤러; 중앙에 제2주름보다 큰 폭을 갖는 요부를 가지며, 상기 요부에 제1주름부와 제2주름부를 안착시킨 상태에서 제1주름부를 하방으로 1차 가압하여 상기 제2주름부들이 홈부내에서 서로 밀착되게 마주하도록 성형시키는 제2상,하형롤러; 및 제2상,하형롤러의 후방에 위치되어 상기 제1주름부를 하방으로 2차 가압하여 제1주름부의 상단을 강판의 표면과 동일평면을 이루면서 각 제2주름부의 요입부의 입구 양단에 밀착되게 지지되어 상기 요입부가 틈새없이 기밀을 유지할 수 있도록 성형시키는 제3상,하형롤러를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 제3상형롤러는 평롤러이며, 상기 제2하형롤러에 형성된 요부는 단일의 수평면과 한 쌍의 수직벽으로 이루어진다.

또한, 상기 이중상,하형롤러는 이중상,하형롤러는 중앙에 이격되게 형성된 한 쌍의 제1요철부와, 제1요철부 사이에 형성된 제2요철부를 구비하고, 이 경우 상기 제1요철부와 제2요철부는 연속적으로 형성되며, 상기 제1요철부의 길이는 제2요철부 보다 작고, 제1요철부의 폭은 제2요철부 보다 좁은 것이 바람직하다.

또한, 상기 이중상,하형롤러와 제2상,하형롤러 사이에는 제2상형롤러와 동일한 형태로 이루어진 중간상형롤러와, 제2형상형롤러의 요부 중앙에 제1주름부의 요입부 중앙에 위치되는 돌부가 형성된 형태로 이루어진 중간하형롤러가 배치될 수도 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 서로 밀착되게 마주하는 한 쌍의 직각삼각형상의 주름부로 이루어진 디귿자 형상으로 주름을 형성시킴과 아울러 요입부의 입구 양단에 요입부의 입구 양단에 밀착 지지되는 평활지지부를 상기 주름부와 일체로 연결되게 형성시켜, 상기 주름에 외력이 인가될 경우에 주름에 인가된 외력이 효과적으로 상쇄 내지 분산되도록 함으로써 주름의 강도를 구조적으로 크게 향상시킬 수 있는 주름형 강관을 간편한 방법으로 제작할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 강관의 요부사시도.
도 2는 일반적인 강관의 요부 종단면도.
도 3은 종래 주름형 강관의 일예를 나타내는 요부사시도.
도 4는 종래 주름형 강관의 일예를 나타내는 요부 종단면도.
도 5는 종래 주름형 강관의 다른예를 나타내는 요부 종단면도.
도 6a 및 6b는 각각 도 5의 주름형 강관에 외력이 가해져 주름이 변형된 상태를 나타내는 주름부 확대 종단면도.
도 7은 본 발명에 따른 주름형 강관을 나타내는 요부사시도.
도 8은 본 발명에 따른 주름형 강관을 나타내는 요부종단면도.
도 9는 본 발명에 따른 주름형 강관의 제작장치를 나타내는 정면도.
도 10은 본 발명에 따른 주름형 강관의 제작장치를 구성하는 제1롤포밍기의 롤러들을 성형순서에 따라 순차적으로 배열한 도면.
도 11은 본 발명에 따른 주름형 강관의 제작방법을 나타내는 순서도.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명함에 있어, 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하며, 명료성을 위하여 가능한 중복되지 않게 상이한 부분만을 주로 설명한다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 제작된 주름형 강관은 관 몸체(1)의 내경부(11)에 나선형태의 요입부(30)를 일체로 갖는 전체적으로 디귿자 형상의 주름을 가진다. 그리고 상기 주름은 서로 밀착되게 마주하는 한 쌍의 직각삼각형상의 주름부(21,21)를 가진다. 그리고 상기 주름부들(21,21)은 관 몸체(1)의 내경부(11)와 동일평면을 이루면서 요입부(30)의 입구 양단(31,31)에 밀착되게 지지되는 평활지지부(22)를 통해 일체로 연결된다.

따라서, 상기 평활지지부(22)는 양단이 직각삼각형을 이루는 주름부(21)의 빗변(21a)과 일체로 연결된 상태로 상기 요입부(30)의 입구를 완전히 폐쇄시켜 요입부(30)와 틈새없이 기밀을 유지하게 된다.

이와 같은 구조의 주름형 강관은 시공후 사용하는 과정에서 유체가 상기 본 발명 주름형 강관에 안내될 때, 관 몸체(1)의 강도 향상을 위해 형성된 주름(20)의 요입부(30)가 틈새없이 기밀이 유지된 상태이므로 관 몸체(1)의 내경부(11)가 락심 연결부위를 제외한 나머지 부분이 매끄러운 평활상태가 된다. 따라서, 관 몸체(1)의 내부를 흐르는 유체는 양호한 흐름성을 갖게 됨은 물론 침전물도 쌓이지 않게 된다.

아울러, 외부로 노출된 주름(20)에 외력이 가해질 경우, 주름(20)의 강도가 구조적으로 견고하므로 주름(20)은 쉽게 손상되지 않게 된다.

즉, 상기 주름(20)에 정압(F)이 인가되는 경우, 이 정압(F)은 양 주름부(21,21)를 이루는 빗변들(21a,21a)을 통해 요입부(30)의 입구 양단(31,31)으로 전달되는데, 상기 빗변들(21a,21a)은 일단이 서로 마주보면서 지지되어 있는 상태이고 타단이 요입부(30)의 입구 양단(31,31)에 지지되어 있기 때문에 양 주름부(21,21)의 상호간의 지지력을 통해 인가되는 정압(F)은 상쇄되면서 결국 주름(20)의 손상 및 변형은 최소화된다.

또한, 상기 주름(20)에 측압(F1)이 인가되는 경우, 이 측압(F1)은 일측의 주름부(21)의 직각면으로 작용하게 되는데, 각 주름부(21,21)는 마주보고 지지되어 있는 상태이고 측압(F1)이 인가되는 해당 주름부(21)의 빗변(21a)은 요입부(30)의 입구 단부(31)에 지지된 상태이므로 상기 측압(F1)은 해당 주름부(21)의 빗변(21a)을 따라 분산되는 동시에 맞은편 주름부(21)측으로 흡수된다. 따라서, 주름(20)의 손상 및 변형은 최소화된다.

아울러, 주름부(21)의 빗변(21a)을 통해 전달되는 외력(F,F1)의 대부분은 요입부(30)의 입구 양단(31,31)으로 흡수되므로 요입부(30)의 입구를 폐쇄하고 있는 평활지지부(22)는 외력의 영향을 거의 받지 않게 된다. 따라서, 상기 평활지지부(22)는 외력(F,F1)에 의한 손상 및 변형이 거의 발생되지 않게 되므로 관 내부를 흐르는 유체는 항상 양호한 흐름성을 갖게 된다.

이와 같이 구성된 주름형 강관은 다음과 같은 과정을 거쳐 제작된다.

먼저 도 9에 도시된 바와 같이, 롤상태로 말아진 평판형태의 강판을 언코일러에 장착한 상태에서 상기 언코일러를 작동시키면 롤상태의 강판이 풀어지면서 일측에 있는 제1롤포밍기(100a)를 통과하는데, 이때 강판은 제1롤포밍기(100a)를 구성하는 다양한 성형롤러들(110~190)을 단계적으로 통과하면서 상기와 같은 주름을 갖도록 점진적으로 성형된다. 이때, 도시하지는 않았으나, 강판의 양측단부에 락심연결이 이루어지도록 하기 위한 연결고리도 함께 성형된다.

따라서, 제1롤포밍기(100a)를 통과하여 주름이 성형된 강판을 제2롤포밍기(100b)에 통과시켜 나선상으로 말아 원통형상으로 성형하면서 상기 연결고리를 락심연결하여 강판의 가장자리를 연결하면 관 몸체의 내경부에 나선형태의 요입부를 일체로 갖는 복수의 주름을 구비한 주름형 강관이 완성되는 것이다.

이러한 제작방법을 수행하기 위한 본 발명의 주름형 강관의 제작장치는 기본적으로 언코일러와, 언코일에 롤상태로 말아진 평강판의 표면에 디귿자형태의 요입부가 일체화된 상태의 주름을 길이방향으로 형성시키는 제1롤포밍기(100a)와, 제1롤포밍기(100a)를 빠져나온 강판을 나선상으로 말아 원통형상으로 성형하는 제2롤포밍기(100b)를 구비하는데, 상기 제1롤포밍기(100a)을 제외한 나머지 언코일러와 제2롤포밍기(100b)은 종래와 동일하므로 여기서의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제1롤포밍기(100a)는 중앙에 각각 요부(113a)와 돌부(113b)(이하 '요철부'로 총칭함)가 형성된 제1,상,하형롤러(110)를 구비한다. 상기 제1,상,하형롤러(110)는 평강판의 두께에 해당하는 만큼 이격된 상태로 상기 요철부(113)를 통해 서로 맞물려 회전하도록 설치된다. 상기 제1롤포밍기(100a)로 투입된 평강판은 상기 제1,상,하형롤러(110) 사이를 통과하면서 표면에 요입부를 일체로 갖는 제1주름부(A)가 성형된다.

한편, 상기 제1,상,하형롤러(110)는 제1주름부(A)의 원활한 성형을 위하여 평판의 진행방향으로 따라 요철부(113)의 길이가 단계적으로 증대되고 요철부(113)의 폭이 단계적으로 축소되도록 다단으로 설치되는 것이 바람직하다. 이 경우, 평강판은 다단으로 설치된 제1,상,하형롤러들(110,120)을 차례로 통과하면서 제1주름부(A)가 적정 높이까지 증대되고 적정 폭까지 축소된다.

상기 제1,상,하형롤러(110)의 후방에는 원추상,하형롤러(130)가 배치된다. 상기 원추상형롤러(131)는 중앙에 제1상형롤러(111)와 동일한 요부(133a)를 가지며 양측으로 좁아지는 원추면(134)을 가진 몸체로 이루어진다. 상기 원추하형롤러(132)는 중앙에 제1하형롤러(112)와 동일한 돌부(133b)를 가지면서 양측으로 넓어지는 원추면(135)을 가진 몸체로 이루어진다. 상기 원추상,하형롤러(130)는 강판의 두께에 해당하는 만큼 이격된 상태로 배치됨은 물론이다. 상기 원추상,하형롤러(130)는 상기 제1,상,하형롤러(110)를 빠져나온 강판의 제1주름부(A)의 양측으로 외측으로 경사진 경사부를 성형한다.

상기 원추상,하형롤러(130)의 후방에는 이중상,하형롤러(140)가 배치된다. 상기 이중상,하형롤러(140)는 중앙에 이격되게 형성된 한 쌍의 제1요철부(143)와 상기 제1요철부들(143,143) 사이에 위치하는 제2요철부(144)를 가진다. 상기 제1요철부(143)는 이중상형롤러(141)에 형성된 이중의 돌부(143a)와, 상기 돌부(143a)들에 대응되도록 이중하형롤러(142)에 형성된 이중의 요부(143b)로 이루어진다. 그리고, 제2요철부(144)는 상기 이중상형롤러(141)의 돌부(143a)와 돌부(143a) 사이에 상기 원추상형롤러(132)의 요부(133a)와 동일하게 형성된 요부(144a)와 이중하형롤러(142)의 요부(143b)와 요부(143b) 사이에 상기 원추하형롤러(132)의 돌부(133b)와 동일하게 형성된 돌부(144b)로 이루어진다.

이때, 상기 제1요철부(143)와 제2요철부(144)는 연속적으로 형성되어야 하며, 제1요철부(143)의 길이(h)는 제2요철부(144)의 길이(H) 보다 작고, 제1요철부(143)의 폭(w)은 제2요철부(144)의 폭(W) 보다 좁아야 한다. 상기 이중상,하형롤러(140)가 강판의 두께에 해당하는 만큼 이격된 상태로 배치됨은 물론이다.

상기 이중상,하형롤러(140)는 제1,2요철부(143,144)가 서로 맞물린 상태로 회전하면서 상기 원추상,하형롤러(130)를 빠져나온 강판의 경사부에 제1주름부(A)와 반대방향으로 요입부를 일체로 갖는 한 쌍의 제2주름부(B)를 성형한다. 그리고 상기 제2주름부(B)가 원활하게 형성되도록 상기 이중상,하형롤러(140)는 제1,상,하형롤러(110)와 마찬가지로 다단으로 설치되는 것이 바람직하다.

상기 이중상,하형롤러(140)의 후방에는 제2상,하형롤러(160)가 배치된다. 상기 제2상,하형롤러(160)는 각각 중앙에 요부(163,164)가 형성된다. 상기 요부들(163,164)에는 각각 제1주름부(A)와 제2주름부(B)가 안착된다. 상기 요부들(163,164)는 제1주름부(A)와 제2주름부(B)가 여유있게 안착될 수 있도록 형성되며, 이중 제2하형롤러(162)에 형성된 요부(164)는 단일의 수평면(164a)과 한 쌍의 수직면(164b)으로 이루어진다. 상기 제2상,하형롤러(160)가 강판의 두께에 해당하는 만큼 이격된 상태로 배치됨은 물론이다.

이와 같이 구성된 상기 제2상,하형롤러(160)는 상기 이중상,하형롤러(140)를 빠져나온 강판의 제1주름부(A)의 상단을 하방으로 가압하게 되는데, 이로 인해 제1주름부(A)는 요입부의 입구가 서로 밀착됨과 동시에 상단이 평편하게 성형되며, 제2주름부(B)는 제2하형롤러(162)의 요부(164)의 수직면(164b)에 밀착되면서 서로 밀착되게 마주하는 한 쌍의 직각삼각형태로 성형된다.

한편, 제2상,하형롤러(160)는 제1,2주름부(A,B)의 원활한 성형을 위하여 상기 이중상,하형롤러(140)나 제1,상,하형롤러(110)와 같이 다단으로 설치되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 제2상,하형롤러들(160,170,180)은 요부의 깊이가 단계적으로 작아지도록 다단으로 설치되어 평판의 진행방향에 따라 제1주름부(A)의 상단부가 점차로 낮아지면서 평편해지도록 성형한다.

또한, 이중상,하형롤러(140)와 제2상,하형롤러(160) 사이에는 제1,2주름부(A,B)의 원활한 성형을 위하여, 별도의 중간상,하형롤러(150)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 상기 중간상형롤러(151)는 제2상형롤러(161)와 동일한 형태로 이루어지며, 중간하형롤러(152)는 제2상형롤러(161)의 요부(163) 중앙에 이중하형롤러(142)의 돌부(144b)보다 좁고 작은 크기의 돌부(155)가 형성된 형태로 이루어진다. 상기 중간상,하형롤러(150)가 강판의 두께에 해당하는 만큼 이격된 상태로 배치됨은 물론이다. 이와 같이 구성된 중간상,하형롤러(150)는 이중상,하형롤러(140)를 빠져나온 강판이 제2상,하형롤러(160)로 진입하기 전에 제1주름부(A)의 상단을 가압하여 제1주름부(A)의 요입부가 중간하형롤러(152)의 돌부(155)의 양측벽으로 밀착되게 성형시키며, 중간하형롤러(152)는 제2주름부(B)들이 중간하형롤러(152)의 요부(154)의 수직벽면에 밀착되도록 성형시켜 후행되는 제2상,하형롤러(160)의 성형작업이 수월하게 이루어지도록 예비성형을 수행한다.

본 발명에 따르면, 제2상,하형롤러(160)의 후방에는 제3상,하형롤러(190)가 배치된다. 상기 제3상형롤러(191)는 평롤러이고, 제3하형롤러(192)는 제2하형롤러(162)와 동일한 롤러이다. 따라서, 상기 제3상,하형롤러(190)는 제2상,하형롤러(160)를 빠져나온 강판의 제1주름부(A)가 강판의 표면과 동일평면을 이루도록 제1주름부(A)의 상단을 완전히 가압하여 제1주름부(A)가 각 제2주름부(B)의 요입부의 입구 양단(B1,B1)에 밀착되게 지지되면서 상기 제2주름부(B)의 요입부를 틈새없이 막아 제2주름부(B)와 일체를 이루는 평활지지부가 되도록 성형시킨다. 상기 제3상,하형롤러(190)가 강판의 두께에 해당하는 만큼 이격된 상태로 배치됨은 물론이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 주름형 강관의 제작장치를 이용하면 다음과 같은 방법을 통해 주름형 강관을 성형할 수 있다.

먼저, 롤상태로 말아진 평판형태의 강판을 언코일러에 장착한 후 상기 언코일러를 작동시켜 말아진 강판을 풀고 풀어진 평강판을 제1롤포밍기(100a)에 투입한다.(S1)

이렇게 하면, 제1롤포밍기(100a)로 투입된 평강판은 제1,상,하형롤러(110)를 통과하면서 평강판 표면에 요입부를 일체로 갖는 제1주름부(A)가 성형된다.(S2)

이와 같이 제1주름부(A)가 형성된 강판은 원추상,하형롤러(130)를 통과하게 되며, 이 과정에서 상기 제1주름부(A)의 양측이 원추상,하형롤러(130)에 눌리면서 외측으로 경사진 한 쌍의 경사부가 성형된다.(S3)

경사부가 형성된 강판은 이중상,하형롤러(140)를 통과하게 되며, 이 과정에서 상기 각 경사부가 이중상,하형롤러(140)에 눌리면서 제1주름부(A)와 반대방향이면서 요입부를 일체로 갖는 한 쌍의 제2주름부(B)로 성형된다.(S4)

한편, 이중상,하형롤러(140)의 후방에 제2상형롤러(161)와 동일한 형태의 중간상형롤러(151)와 제2하형롤러(162)의 요부(164) 중앙에 돌부가 형성된 형태의 중간하형롤러(152)가 더 구비된 경우에는, 중간상형롤러(151)가 이중상,하형롤러(140)를 빠져나온 강판이 제2상,하형롤러(160)로 진입하기 전에 제1주름부(A)의 상단을 가압하여 제1주름부(A)의 요입부가 중간하형롤러(152)의 돌부(155)의 양측벽으로 밀착되게 성형시킴과 동시에 중간하형롤러(152)가 제2주름부(B)들이 중간하형롤러(152)의 요부의 수직벽면에 밀착되도록 성형할 수도 있다. 따라서, 후행되는 제2상,하형롤러(160)의 성형작업이 수월해지게 된다.

제2주름부(B)가 성형된 강판은 제2상,하형롤러들(160)를 통과하게 되며, 이 과정에서 상기 제1주름부(A)의 상단이 제2상형롤러(161)에 의해 1차 가압되면서 평편하게 성형되는 동시에 상기 가압력에 의해 제2주름부(B)가 수평면(164a)과 한 쌍의 수직면(164b)으로 이루어진 제2하형롤러(162)의 홈부(164) 내벽면에 밀착되면서 서로 밀착되게 마주하는 한 쌍의 직각삼각형으로 성형된다.

제2상,하형롤러(160)를 통과하여 제2주름부(B)가 서로 밀착되게 마주하는 한 쌍의 직각삼각형으로 성형된 강판은 제3상,하형롤러(190)를 통과하게 되는데, 이 과정에서 제1차 가압된 제1주름부(A)의 상단이 2차 가압되면서 상기 제1주름부(A)는 제2주름부(B)의 요입부의 입구(B1,B1)에 완전히 밀착됨과 동시에 강판의 표면과 동일평면을 이루도록 성형된다. 따라서, 제1주름부(A)에 의해 제2주름부(B)의 요입부는 틈새가 없이 기밀을 유지할 수 있게 된다.(S5)

이후, 상기 제1,2주름부(A,B)가 길이방향으로 형성됨과 함께 연결고리가 형성된 강판을 제2롤포밍기(100b)에 통과시키면, 상기 강판은 금형의 구조적 작용으로 인해 내부에서 나선상으로 말아지면서 원통형상으로 관 몸체(1)를 이루어 결국 도 7 및 도 8과 같은 구조의 주름형 강관이 얻어진다.(S6)

한편, 상기한 과정에서 강판이 제1롤포밍기(100a)를 통과하면서 길이방향을 따라 요입부가 일체화된 상태의 제1주름부(A)와 제2주름부(B)가 성형될 때, 상기 강판의 양측단부에는 락심연결이 이루어지도록 하기 위한 연결고리도 함께 성형될 수 있다. 이 경우, 상기 제1주름부(A)와 제2주름부(B)가 길이방향으로 형성됨과 함께 양측단부에 연결고리가 형성된 상태의 강판을 제2롤포밍기(100b)에 통과시키면, 제2롤포밍기(100b)의 구조적 작용으로 인해 강판이 제2롤포밍기(100b)에서 나선상으로 말아지면서 그 경계부분이 연결고리에 의해 락심연결되며, 이에 따라 상기 강판은 제1,2주름부(A,B)가 형성된 상태에서 원통형상으로 관 몸체를 이루며 결국 도 7 및 도 8과 같은 구조의 주름형 강관이 된다.

이와 같이, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상술하였으나 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 변형 가능하며, 이러한 변형은 본 발명의 권리범위에 속할 것이다.

100a...제1롤포밍기 100b...제2롤포밍기
110...제1,상,하형롤러 113,...요철부
120...원추상,하형롤러 140...이중상,하형롤러
143...제1요철부 144...제2요철부
150...중간상,하형롤러 160...제2상,하형롤러
190...제3상,하형롤러 A...제1주름부
B...제2주름부

Claims (8)

1. 제1롤포밍기에 평강판을 투입하는 단계;
   평강판 표면에 요입부를 일체로 갖는 제1주름부를 성형하는 단계;
   상기 제1주름부의 양측에 외측으로 경사진 한 쌍의 경사부를 성형하는 단계;
   상기 각 경사부를 제1주름과 반대방향이면서 요입부를 일체로 갖는 이격된 한 쌍의 제2주름부로 성형하는 단계;
   상기 제1주름부의 상단을 1차 가압하여 상기 제2주름부를 서로 밀착되게 마주하도록 성형하는 단계;
   제1주름부의 상단을 2차 가압하여 상기 제1주름부의 상단이 강판의 표면과 동일평면을 이루면서 제2주름부의 요입부에 밀착되도록 성형하는 단계; 및
   상기 강판을 제2롤포밍기에 통과시켜 나선상으로 말아 원통형상으로 성형하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 주름형 강관의 제작방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제1롤포밍기에 평강판을 투입하는 단계 이후에 제1주름부와 제2주름부의 성형시 강판의 양측단부에 락심연결이 이루어지도록 하기 위한 연결고리도 함께 성형되도록 하는 단계를 더 거치도록 하고,
   상기 강판을 제2롤포밍기에 통과시켜 나선상으로 말아 원통형상으로 성형하는 단계에서 상기 강판은 경계부분이 연결고리에 의해 락심 연결되어 원통형상으로 관 몸체를 이루도록 성형되는 것을 특징으로 하는 주름형 강관의 제작방법.
3. 언코일러와, 언코일에 롤상태로 말아진 평강판의 표면에 디귿자형태의 요입부가 일체화된 상태의 주름을 길이방향으로 형성시키는제1롤포밍기와, 제1롤포밍기를 빠져나온 강판을 나선상으로 말아 원통형상으로 성형하는 제2롤포밍기를 구비한 주름형 강관의 제작장치에 있어서,
   상기 제1롤포밍기가,
   중앙에 형성된 요철부를 통해 서로 맞물려 회전하면서 평강판 표면에 요입부를 일체로 갖는 제1주름부를 성형하는 제1상,하형롤러;
   제1상,하형 후방에 배치되어 상기 제1주름부의 양측으로 외측으로 경사진 경사부를 성형하는 원추상,하형롤러;
   중앙에 이격되게 형성된 한 쌍의 요철부를 통해 서로 맞물려 회전하면서 상기 경사부에 제1주름과 반대방향으로 요입부를 일체로 갖는 한 쌍의 제2주름부를 성형하는 이중상,하형롤러;
   중앙에 제2주름보다 큰 폭을 갖는 요부를 가지며, 상기 요부에 제1주름부와 제2주름부를 안착시킨 상태에서 제1주름부를 하방으로 1차 가압하여 상기 제2주름부들이 홈부내에서 서로 밀착되게 마주하도록 성형시키는 제2상,하형롤러; 및
   제2상,하형롤러의 후방에 위치되어 상기 제1주름부를 하방으로 2차 가압하여 제1주름부의 상단을 강판의 표면과 동일평면을 이루면서 각 제2주름부의 요입부의 입구 양단에 밀착되게 지지되어 상기 요입부가 틈새 없이 기밀을 유지할 수 있도록 성형시키는 제3상,하형롤러를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 주름형 강관의 제작장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 제3상형롤러는 평롤러인 것을 특징으로 하는 주름형 강관의 제작장치.
5. 제 3항에 있어서,
   상기 제2하형롤러에 형성된 요부는 단일의 수평면과 한 쌍의 수직벽으로 이루어진 것을 특징으로 하는 주름형 강관의 제작장치.
6. 제 3항에 있어서,
   이중상,하형롤러는 이중상,하형롤러는 중앙에 이격되게 형성된 한 쌍의 제1요철부와, 제1요철부 사이에 형성된 제2요철부를 구비한 것을 특징으로 하는 주름형 강관의 제작장치.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 제1요철부와 제2요철부는 연속적으로 형성되며,
   상기 제1요철부의 길이는 제2요철부 보다 작고, 제1요철부의 폭은 제2요철부 보다 좁은 것을 특징으로 하는 주름형 강관의 제작장치.
8. 제 3항에 있어서,
   상기 이중상,하형롤러와 제2상,하형롤러 사이에는 제2상형롤러와 동일한 형태로 이루어진 중간상형롤러와, 제2형상형롤러의 요부 중앙에 제1주름부의 요입부 중앙에 위치되는 돌부가 형성된 형태로 이루어진 중간하형롤러가 배치된 것을 특징으로 하는 주름형 강관의 제작장치.

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