KR101045893B1 - 티자형 금속관 성형장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 T자형 금속관의 성형시 분기관의 연결부분이 고정밀도 및 고청정도를 지니도록 매끄럽게 성형되도록 하는 T자형 금속관 성형장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하부몸체와 상기 하부몸체의 좌우양측에 각각 수직상방으로 세워진 측면몸체와 상기 측면몸체의 상면부에 수평으로 고정설치된 상부몸체로 이루어진 베이스몸체부와, 상기 하부몸체의 상면부 가운데부분에 고정설치되며 상면부에는 수평으로 눕혀진 일자형 금속관의 하부가 부합되게 수용되는 하부수용홈이 횡방향으로 형성되어 있고 상기 하부수용홈의 가운데부분에는 수직하방으로 상기 금속관의 외경과 동일한 직경을 지닌 분기관성형홈이 형성된 하부금형과, 상기 하부금형의 수직상부에 위치된 상태로 상부몸체에 설치된 수직실린더에 의해 상하이동되며 하면부에는 상기 금속관의 상부가 부합되게 수용되는 상부수용홈이 횡방향으로 형성되어 있어 하강시 하부금형의 상면부에 맞닿으면서 상기 금속관을 상부에서 고정하는 상부금형과, 상기 하부금형의 좌우양측에 각각 위치되며 각 측면몸체에 설치된 수평실린더에 의해 내측 수평방향으로 동시에 이동되어 상기 금속관의 좌우양측 끝단에 결합체결되면서 상기 금속관의 내부에 물공급부로부터 공급된 물을 충진시키고 내부에 충진된 물을 삽입돌기가 가압함과 동시에 돌출봉이 금속관을 축관성형하여 상기 분기관성형홈쪽으로 금속관 내부의 압력이 집중되어 금속관에 분기관성형부를 형성하는 좌,우 가압축관성형부로 구성된 것을 특징으로 하는 티자형 금속관 성형장치 및 방법에 관한 것이다.
T자형 금속관, 베이스몸체부, 하부금형, 상부금형, 분기관성형홈, 가압축관성형부, 돌출봉, 삽입돌기

Description

티자형 금속관 성형장치 및 방법{The formming machine for T-typed pipe and the forming method thereof}
본 발명은 T자형 금속관의 성형시 분기관의 연결부분에 크랙(crack) 및 스크래치나 단차(段差)없이 일정하고 매끄럽게 성형되도록 하는 T자형 금속관 성형장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하부몸체와 상기 하부몸체의 좌우양측에 각각 수직상방으로 세워진 측면몸체와 상기 측면몸체의 상면부에 수평으로 고정설치된 상부몸체로 이루어진 베이스몸체부와, 상기 하부몸체의 상면부 가운데부분에 고정설치되며 상면부에는 수평으로 눕혀진 일자형 금속관의 하부가 부합되게 수용되는 하부수용홈이 횡방향으로 형성되어 있고 상기 하부수용홈의 가운데부분에는 수직하방으로 상기 금속관의 외경과 동일한 직경을 지닌 분기관성형홈이 형성된 하부금형과, 상기 하부금형의 수직상부에 위치된 상태로 상부몸체에 설치된 수직실린더에 의해 상하이동되며 하면부에는 상기 금속관의 상부가 부합되게 수용되는 상부수용홈이 횡방향으로 형성되어 있어 하강시 하부금형의 상면부에 맞닿으면서 상기 금속관을 상부에서 고정하는 상부금형과, 상기 하부금형의 좌우양측에 각각 위치되며 각 측면몸체에 설치된 수평실린더에 의해 내측 수평방향으로 동시에 이동되어 상기 금속관의 좌우양측 끝단에 결합체결되면서 상기 금속관의 내부에 물공급부로부터 공급되는 물을 충진시키고 내부의 물을 삽입돌기가 가압함과 동시에 돌출봉이 금속관을 축관성형하여 상기 분기관성형홈쪽으로 금속관 내부의 압력이 집중되어 상기 금속관에 분기관성형부를 형성하는 좌,우 가압축관성형부로 구성된 것을 특징으로 하는 티자형 금속관 성형장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 "T"자형 금속관을 제작하기 위하여는 소정의 직경을 지닌 일자형의 금속관을 제작하고 상기 일자형 금속관의 가운데부분에 분기관이 용접될 부분을 천공한 다음 천공된 구멍에 분기관을 맞대어 용접하여 "T"자형 금속관을 제작하는데, 상기 일자형 금속관에 구멍을 천공하는 과정에서 상기 금속관(대부분이 원통형의 파이프로 되어 있음)의 외주면이 라운드져 있어 상기 분기관이 정확하게 일치하도록 구멍을 천공하기 어렵고 분기관을 구멍에 맞대어 용접하기 위하여는 상기 분기관의 끝단부분도 라운드진 일자형 금속관의 외주면과 동일하게 가공해야 하므로 전체적인 T"자형 금속관 제작이 어렵고 많은 공정과 시간이 소요되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 개선하기 위한 종래 기술로서 대한민국 특허등록번호 제 0284098호에서는 금속파이프 배관시 직경이 다른 두 관을 T형으로 연결함에 있어서 직경이 큰 금속파이프의 축방향에 타원의 장축이 오도록 펀치와 펀치다이를 이용하 여 구멍을 뚫고, 구멍이 뚫린 파이프 내부에 원뿔대 형상의 플러그를 넣어 유압프레스로 플러그를 당겨 뚫린 타원형의 구멍에 소성변형을 일으켜 수직으로 돌출되도록 한다음 돌출된 상면을 평면 연삭하여 T형 가지관을 맞대기 용접할 수 있는 용접자리를 성형하는 것을 특징으로 하는 금속파이프의 T형 가지관 용접자리 성형방법 및 장치가 개시되었다.
그러나, 상기 기존특허는 금속파이프의 펀칭된 구멍에 원뿔대 형상의 플러그를 넣고 잡아당겨 수직으로 돌출되게 소성변형하는 과정에서 소성변형되는 부분이 길이신장되면서 그 두께가 금속파이프의 두께보다 얇게 형성되어 새로운 일자형 파이프를 용접부착시 그 두께가 서로 달라 단차(段差)가 발생되며, 또한 상기 원뿔대 형상의 플러그가 잡아당겨지는 과정에서 금속파이프의 내주면과 마찰되면서 스크래치 및 크랙 등이 발생되어 매끄럽게 가공되지 못하여 고정밀도(高精密度)와 고청정도(高淸淨度)를 요구하는 의약품제조용 실험설비나 전기, 전자설비 등에 사용시에는 상기 단차부분과 스크래치 및 크랙부분에 이물질이 쉽게 쌓이면서 오염되어 실질적으로 적용할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 일자형 금속관을 T자형으로 성형시 종래 기술에서 금속관에 펀칭 후 원뿔대 형상의 플러그를 넣어 잡아 당기는 방식이 아닌 새로운 방법을 채택한 것으로서, 좌,우 가압축관성형부에 구비된 각 삽입돌기가 금속관 내부에 충진되는 물을 가압성형함과 동시에 각 돌출봉이 금속관을 축관성형하도록 되어 있어 금속관의 가운데부분이 하부금형에 수직하방으로 형성된 분기관성형홈쪽으로 자연스럽게 팽창 성형되면서 이에 따라 성형되는 분기관성형부가 금속관의 두께와 동일한 두께로 전체가 균일하게 성형되어 상기 분기관성형부의 막혀진 끝단을 절단하고 직경이 동일한 다른 금속관을 용접부착할 경우 서로 단차(段差)가 발생되지 않도록 하며, 일자형 금속관에서 새롭게 팽창 성형되는 분기관성형부의 내주면이 내부에 충진된 물의 압력에 의해 스크래치나 크랙(crack)없이 일정하고 매끄럽게 팽창 가공되도록 하는 것에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하부몸체와 상기 하부몸체의 좌우양측에 각각 수직상방으로 세워진 측면몸체와 상기 측면몸체의 상면부에 수평으로 고정설치된 상부몸체로 이루어진 베이스몸체부와, 상기 하부몸체의 상면부 가운데부분에 고정설치되며 상면부에는 수평으로 눕혀진 일자형 금속관의 하부가 부합되게 수용되는 하부수용홈이 횡방향으로 형성되어 있고 상기 하부수용홈의 가운데부분에는 수직하방으로 상기 금속관의 외경과 동일한 직경을 지닌 분기관성형홈이 형성된 하부금형과, 상기 하부금형의 수직상부에 위치된 상태로 상부몸체에 설치된 수직실린더에 의해 상하이동되며 하면부에는 상기 금속관의 상부가 부합되게 수용되는 상부수용홈이 횡방향으로 형성되어 있어 하강시 하부금형의 상면부에 맞닿으면서 상기 금속관을 상부에서 고정하는 상부금형과, 상기 하부금형의 좌우양측에 각각 위치되며 각 측면몸체에 설치된 수평실린더에 의해 내측 수평방향으로 동시에 이동되어 상기 금속관의 좌우양측 끝단에 결합체결되면서 상기 금속관의 내부에 물공급부로부터 공급되는 물을 충진시키고 내부의 물을 삽입돌기가 가압함과 동시에 돌출봉이 금속관을 축관성형하여 상기 분기관성형홈쪽으로 금속관 내부의 압력이 집중되어 상기 금속관에 분기관성형부를 형성하는 좌,우 가압축관성형부로 구성된 것에 본 발명의 특징이 있다.
상기와 같이 본 발명에 의하면 일자형 금속관을 T자형으로 성형시 금속관 내부에 충진된 물의 가압성형과 동시에 축관성형이 이루어져 금속관의 가운데부분에 팽창 성형되는 분기관성형부가 금속관의 두께와 동일한 두께로 성형되어 상기 분기관성형부의 막혀진 끝단을 절단하고 직경이 동일한 다른 금속관을 용접부착할 경우 단차(段差)가 발생되지 않도록 할 수 있으며, 또한 일자형 금속관에서 새롭게 팽창 성형되는 분기관성형부의 내주면이 스크래치나 크랙(crack)없이 일정하고 매끄럽게 팽창 가공되어 고품질의 T자형 금속관이 제조되도록 할 수 있어 고정밀도(高精密 度)와 고청정도(高淸淨度)를 요구하는 의약품제조용 실험설비나 전기,전자설비 등에 적용가능한 고부가가치의 T자형 금속관을 저렴한 설비비용으로 매우 빠른 시간내에 간단한 공정으로 다량 생산할 수 있는 효과가 있다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 구성을 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 티자형 금속관 성형장치(1)는 도 1 내지 8에 도시된 바와 같이 T자형 금속관(T)의 성형시 분기관의 연결부분에 크랙(crack) 및 스크래치나 단차(段差)없이 고정밀도(高精密度)와 고청정도(高淸淨度)를 지니도록 일정하고 매끄럽게 성형하는 T자형 금속관의 성형장치로서, 하부몸체(3)와 상기 하부몸체(3)의 좌우양측에 각각 수직상방으로 세워진 측면몸체(8a)(8b)와 상기 측면몸체(8a)(8b)의 상면부에 수평으로 고정설치된 상부몸체(10)로 이루어진 베이스몸체부(2)와, 상기 하부몸체(3)의 상면부 가운데부분에 고정설치되며 상면부에는 수평으로 눕혀진 일자형 금속관(P)의 하부가 부합되게 수용되는 하부수용홈(14)이 횡방향으로 형성되어 있고 상기 하부수용홈(14)의 가운데부분에는 수직하방으로 상기 금속관(P)의 외경과 동일한 직경을 지닌 분기관성형홈(15)이 형성된 하부금형(13)과, 상기 하부금형(13)의 수직상부에 위치된 상태로 상부몸체(10)에 설치된 수직실린더(11)에 의해 상하이동되며 하면부에는 상기 금속관(P)의 상부가 부합되게 수용되는 상부수용 홈(17)이 횡방향으로 형성되어 있어 하강시 하부금형(13)의 상면부에 맞닿으면서 상기 금속관(P)을 상부에서 고정하는 상부금형(16)과, 상기 하부금형(13)의 좌우양측에 각각 위치되며 각 측면몸체(8a)(8b)에 설치된 수평실린더(9a)(9b)에 의해 내측 수평방향으로 동시에 이동되어 상기 금속관(P)의 좌우양측 끝단에 결합체결되면서 상기 금속관(P)의 내부에 물공급부(19)로부터 공급되는 물을 충진시키고 내부의 물을 삽입돌기(20a)(20b)가 가압함과 동시에 돌출봉(21a)(21b)이 금속관(P)을 축관성형하여 상기 분기관성형홈(15)쪽으로 금속관(P) 내부의 압력이 집중되어 상기 금속관(P)에 분기관성형부(22)를 형성하는 좌,우 가압축관성형부(18a)(18b)로 구성된다.
상기 베이스몸체부(2)는 도 1 내지 7에 도시된 바와 같이 전체적인 형상이 정면에서 볼 때 가운데부분이 천공된 "ㅁ"자 형상으로 되어 있으며 지면위에 고정설치되면서 전체 장치를 지지하는 부분으로, 소정의 높이를 지닌 직육면체형으로 된 하부몸체(3)가 구비되어 있고 상기 하부몸체(3)의 좌우양측에는 각각 수직상방으로 세워진 측면몸체(8a)(8b)가 일체로 고정부착되어 있고 상기 측면몸체(8a)(8b)의 상면부에는 수평으로 상부몸체(10)로 일체로 고정설치되어 있다.
상기 하부몸체(3)는 상면부 가운데부분에 하부금형(13)이 착탈식으로 고정설치되도록 되어 있고 상면부 외측둘레에는 배수홈(4)이 형성되어 있으며 상면부에는 가로 및 세로방향으로 다수개의 배수로(5)가 형성되어 있어 상기 물공급부(19)로부 터 금속관(P) 내부로 공급되는 물 중 상기 금속관(P)의 가압축관성형시 하부금형(13)의 외측으로 배출되는 물이 상기 배수로(5)를 통해 배수홈(4)으로 흘러내리도록 되어 있으며, 상기 배수홈(4)의 일측 하부에는 물저장조(6)와 연결된 회수관(7)이 설치되어 있어 상기 배수홈(4)으로 모인 물이 회수관(7)을 통해 물저장조(6)에 저장되고 상기 물저장조(6)에 저장된 물이 상기 물공급부(19)로 재공급되도록 되어 있다.
상기 측면몸체(8a)(8b)는 가운데부분에 내측 수평방향으로 수평실린더(9a)(9b)가 각각 내장 설치되어 있되 상기 수평실린더(9a)(9b)의 축은 각각 하부금형(13)이 위치된 쪽으로 돌출된 상태로 상기 하부금형(13)의 상면부에 형성된 하부수용홈(14)과 일직선상에 위치되도록 설치되어 있고 그 선단부에는 각각 상기 가압축관성형부(18a)(18b)가 고정설치되도록 되어 있어 상기 수평실린더(9a)(9b)의 작동에 따라 도 2 및 5에 도시된 바와 같이 각 가압축관성형부(18a)(18b)가 하부금형(13)쪽으로 동시에 수평이동되도록 되어 있다.
상기 상부몸체(10)는 가운데부분에 상부금형(16)을 승강작동시키는 수직실린더(11)가 설치되어 있으며 상기 수직실린더(11)의 축은 상부몸체(10)를 수직하방으로 관통된 상태로 상부금형(16)의 상면부 가운데부분에 착탈가능하게 고정설치되어 있어 상기 수직실린더(11)의 작동에 따라 상부금형(16)이 상하로 승강작동되도록 되어 있으며, 상기 수직실린더(11)의 양측에는 각각 가이드축(12a)(12b)이 설치되 어 있되 상기 가이드축(12a)(12b)은 상부몸체(10)를 수직으로 관통된 상태로 하부끝단이 상부금형(16)의 상면부 좌우양측에 착탈가능하게 고정설치되어 있어 무거운 금속재질로 된 상부금형(16)이 상기 수직실린더(11)에 의해 안정적으로 상하 승강작동되게 좌우에서 가이드하도록 되어 있다.
필요에 따라서, 상기 수평실린더(9a)(9b)의 양측에도 각각 가이드축(도시하지 않음)을 설치하여 상기 수평실린더(9a)(9b)가 안정적으로 수평이동되게 가이드할 수 있다.
상기 하부금형(13)은 도 도 1 내지 7에 도시된 바와 같이 하부몸체(3)의 상면부 가운데부분에 착탈 가능하게 고정설치되며 상면부에는 가공될 일자형 금속관(P)이 횡방향으로 눕혀진 상태에서 하부가 부합되게 수용되는 종단면이 반원형으로 된 하부수용홈(14)이 횡방향으로 형성되어 있고 상기 하부수용홈(14)이 형성된 부분의 가운데부분에는 수직하방으로 상기 금속관(P)의 외경과 동일한 직경을 지닌 분기관성형홈(15)이 형성되어 있어 금속관(P)의 가압축관성형시 상기 분기관성형홈(15)쪽으로 금속관(P) 내부의 압력이 집중되어 상기 금속관(P)에 분기관성형부(22)를 돌출형성하도록 되어 있다.
또한, 상기 하부금형(13)에서 하부수용홈(14)이 형성된 부분은 상기 가압축관성형부(18a)(18b)의 돌출봉(21a)(21b) 및 삽입돌기(20a)(20b)와 동일한 일직선상 에 위치되도록 되어 있어 상기 가압축관성형부(18a)(18b)의 수평이동시 하부수용홈(14)에 수용된 상기 금속관(P)의 양측끝단 내측에 삽입돌기(20a)(20b)가 부합되어 용이하게 삽입되도록 되어 있다.
상기 상부금형(16)은 도 1 내지 7에 도시된 바와 같이 하부금형(13)의 수직상부에 위치된 상태로 상부몸체(10)에 설치된 수직실린더(11)의 축끝단에 착탈가능하게 고정설치되어 상기 수직실린더(11)에 의해 상하 승강작동되도록 되어 있으며, 상기 상부금형(16)의 하면부에는 금속관(P)의 상부가 부합되게 수용되는 종단면이 반원형으로 된 상부수용홈(17)이 횡방향으로 형성되어 있어 상부금형(16)의 하강시 하부금형(13)의 상면부에 맞닿으면서 상기 금속관(P)을 상부에서 고정하도록 되어 있다.
상기 좌,우 가압축관성형부(18a)(18b)는 도 1 내지 7에 도시된 바와 같이 금속관(P)의 내부에 물공급부(19)로부터 공급된 물을 충진시킨 상태에서 가압과 동시에 축관성형하면서 상기 분기관성형홈(15)쪽으로 금속관(P) 내부의 압력이 집중되도록 하여 분기관성형부(22)를 돌출형성하는 부분으로, 상기 하부금형(13)의 좌우양측에 각각 일정간격 이격된 상태로 위치되며 각 측면몸체(8a)(8b)에 설치된 수평실린더(9a)(9b)에 의해 하부금형(13)이 위치된 쪽으로 수평방향으로 동시에 이동되어 상기 금속관(P)의 좌우양측 끝단에 결합체결되면서 상기 금속관(P)의 내부에 물공급부(19)로부터 공급되는 물을 충진시키고 내부의 물을 삽입돌기(20a)(20b)가 가 압함과 동시에 돌출봉(21a)(21b)이 금속관(P)을 축관성형하여 상기 분기관성형홈(15)쪽으로 금속관(P) 내부의 압력이 집중되어 상기 금속관(P)에 분기관성형부(22)를 형성하도록 되어 있되, 상기 수평실린더(9a)(9b)의 축 선단부에 고정볼트 등에 의해 일체로 조립체결되는 성형몸체(23a)(23b)가 구비되어 있고 상기 성형몸체(23a)(23b)의 가운데부분에는 상기 금속관(P)의 외경과 부합되는 봉형상의 돌출봉(21a)(21b)이 일체로 돌출형성되어 있으며 상기 돌출봉(21a)(21b)의 끝단 가운데부분에는 상기 금속관(P)의 내경과 부합되어 내측에 삽입되면서 밀봉 결합되는 봉형상의 삽입돌기(20a)(20b)가 일체로 돌출형성되어 있어 도 2 및 5에 도시된 바와 같이 상기 수평실린더(9a)(9b)의 내측방향으로 수평이동시 각 삽입돌기(20a)(20b)가 하부금형(13)의 하부수용홈(14)에 수용된 금속관(P)의 양측끝단 내측에 부합되게 삽입되면서 상기 돌출봉(21a)(21b)의 끝단이 금속관(P)의 양측끝단에 맞닿아 상기 물공급부(19)로부터 금속관(P) 내부로 공급된 물이 외부로 새나가지 않게 양측에서 긴밀하게 차단하도록 되어 있다.
상기 삽입돌기(20a)(20b)는 돌출봉(21a)(21b)쪽에서 끝단부분으로 갈수록 점점 좁게 테이퍼져 있어 금속관(P)의 내측에 용이하게 삽입되면서 더욱 긴밀하게 결합된 상태를 유지하여 가압축관성형시 금속관(P) 내부에 충진된 물의 누수(漏水)를 방지하도록 되어 있다.
또한, 상기 가압축관성형부(18a)(18b) 중 어느 하나에는 돌출봉(21a)과 삽입 돌기(20a)의 내측 가운데부분에 상기 물공급부(19)로부터의 물이 이송되어 금속관(P) 내부로 공급되도록 하는 물공급로(24)가 관통 형성되어 있되 상기 물공급로(24)는 수평실린더(9a)의 축 선단부 일측을 관통하여 설치된 물공급부(19)의 급수라인(25)과 연통 설치되어 있다.
상기 물공급부(19)는 물저장조(6)에 저장된 물을 상기 물공급로(24)를 통해 금속관(P) 내부로 공급하여 충진되도록 하면서 가압축관성형시 상기 물공급로(24)를 통해 금속관(P) 내부에 충진된 물이 역류되지 않게 통상의 증압기로 된 가압실린더(27)로 가압하는 부분으로, 상기 물저장조(6)와 연결된 급수펌프(26)가 구비되어 있고 도 6에 도시된 바와 같이 상기 급수펌프(26)로부터 공급되는 물을 상기 가압실린더(27)와 물공급로(24)로 나누어 보내는 분배기(28)가 구비되어 있으며 상기 분배기(28)는 급수펌프(26)와 물공급관(29)으로 연결된 상태로 상기 물공급로(24)와 연결된 급수라인(25) 및 상기 가압실린더(27)와 연결된 가압실린더급수라인(30)이 함께 설치되어 있되, 상기 급수라인(25)과 가압실린더급수라인(30)에는 각각 일방향으로만 물이 흐르도록 단속하는 체크밸브(31a)(31b)가 설치되어 있어 상기 분배기(28)에서 물공급로(24) 또는 상기 분배기(28)에서 가압실린더(27)쪽으로만 물이 공급되고 반대방향으로는 흐르지 않게 차단하도록 되어 있으며, 상기 급수라인(25)과 가압실린더(27)는 가압라인(32)으로 연결되어 있어 도 7에 도시된 바와 같이 가압축관성형시 상기 가압실린더(27)가 내부에 공급된 물을 가압라인(32)을 통해 일정압력으로 가압하면서 보내 금속관(P) 내부의 압축된 물이 물공급로(24)를 통해 역류되는 것을 차단하도록 되어 있다.
또한, 상기 가압라인(32)과 급수라인(25)이 연결된 부분은 도 4 내지 7에 도시된 바와 같이 급수라인(25)의 체크밸브(31a)가 설치된 부분의 하부쪽에 연결설치되어 있어 가압실린더(27)로부터 가압 공급되는 물이 급수라인(25)을 통해 역류되지 않도록 되어 있다.
상기 좌우 가압축관성형부(18a)(18b)가 수평실린더(9a)(9b)에 의해 금속관(P)의 양측끝단에 결합되고 상기 물공급부(19)를 통해 금속관(P) 내부에 물이 충진된 상태에서 다시 수평실린더(9a)(9b)가 작동되어 상기 좌,우 가압축관성형부(18a)(18b)의 삽입돌기(20a)(20b)가 금속관(P)의 내측을 좌우양측에서 가압하여 내부에 충진된 물이 압축되도록 함과 동시에 각 돌출봉(21a)(21b)이 금속관(P)의 좌우 양측끝단을 가압하여 금속관(P)이 축관되도록 하고 상기 물공급부(19)의 가압라인(32)을 통해 가압실린더(27)에서 일정압력으로 가압된 물을 물공급로(24)로 가압공급하면 도 7에 도시된 바와 같이 하부금형(13)의 가운데부분에 형성된 분기관성형홈(15)쪽으로 금속관(P) 내부의 압력이 집중되면서 일정한 두께를 지닌 상태로 볼록하게 돌출된 분기관성형부(22)가 돌출형성되도록 되어 있으며, 상기 돌출형성된 분기관성형부(22)의 내주면은 금속관(P) 내부에 충진된 물의 수압이 분기관성형홈(15)쪽으로 고르게 분포되어 매끄럽고 일정하게 가공된다.
상기와 같이 분기관성형부(22)가 형성된 금속관(P)은 도 8에 도시된 바와 같 이 그 끝단을 절단하고 직경이 동일한 다른 일자형 금속관(P')을 용접부착하여 T자형 금속관(T)을 제조하도록 되어 있다.
한편, 상기 하부금형(13)과 상부금형(16)은 다양한 직경을 지닌 하부수용홈(14) 및 상부수용홈(17)을 형성하여 가공되는 금속관(P)의 직경에 맞추어 상기 베이스몸체부(2)에 조립식으로 교체 설치하여 사용할 수 있으며, 이 경우 상기 좌,우 가압축관성형부(18a)(18b)도 금속관(P)의 내경 및 외경에 부합되는 직경을 지닌 돌출봉(21a)(21b)과 삽입돌기(20a)(20b)를 지닌 것으로 교체하여 사용하도록 되어 있다.
이하 본 발명에 따른 작용은 다음과 같다.
본 발명에 따른 티자형 금속관 성형장치(1)를 사용하여 분기관의 연결부분에 크랙(crack) 및 스크래치나 단차(段差)없이 고정밀도(高精密度)와 고청정도(高淸淨度)를 지니도록 일정하고 매끄럽게 성형된 T자형 금속관(T)을 성형하기 위하여는, 먼저 베이스몸체부(2)에 구비된 하부금형(13)의 상면부에 횡방향으로 형성되어 있는 하부수용홈(14) 내측에 일자형 금속관(P)을 위치시키고 도 2 및 5에 도시된 바와 같이 측면몸체(8a)(8b)에 장착된 수평실린더(9a)(9b)를 작동시켜 좌,우 가압축관성형부(18a)(18b)가 하부금형(13)쪽으로 수평이동되게 하여 상기 각 가압축관성형부(18a)(18b)의 삽입돌기(20a)(20b)가 금속관(P)의 양측끝단 내측에 삽입되면서 돌출봉(21a)(21b)의 끝단은 금속관(P)의 양측끝단에 맞닿은 상태로 유지되게 하며, 도 3 및 6에 도시된 바와 같이 상부몸체(10)에 장착된 수직실린더(11)를 작동시켜 상부금형(16)이 하강이동되어 하부금형(13)의 상면부에 맞닿으면서 상기 상부금형(16)의 하면부에 횡방향으로 형성되어 있는 상부수용홈(17)에 상기 일자형 금속관(P)의 상부가 수용되어 상기 일자형 금속관(P)을 상하좌우에서 단단히 고정하게 된다.
다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 가압축관성형부(18a)에 연결장착된 물공급부(19)를 통해 금속관(P) 내부에 물을 충진시키되, 물저장조(6)에 저장된 물을 급수펌프(26)가 물공급관(29)을 통해 분배기(28)로 보내고 상기 분배기(28)에서는 공급된 물을 급수라인(25)과 가압실린더급수라인(30)으로 나누어 보내고 상기 급수라인(25)으로부터 공급되는 물은 상기 급수라인(25)과 연결된 가압축관성형부(18a) 내부의 물공급로(24)를 통해 금속관(P) 내부에 물을 가득 충진시키게 되며 상기 가압실린더급수라인(30)으로부터 공급되는 물은 가압실린더(27) 내부에 일정량 저장된다.
상기와 같이 금속관(P)과 통상의 증압기로 된 가압실린더(27)에 일정량의 물이 공급된 다음에는 도 7에 도시된 바와 같이 급수펌프(26)의 작동을 중지시킨 상태에서 상기 수평실린더(9a)(9b)를 다시 작동시켜 좌,우 가압축관성형부(18a)(18b)가 내부에 물이 충진된 금속관(P)을 좌우양측에서 가압하여 축관성형하되, 상기 좌,우 가압축관성형부(18a)(18b)의 삽입돌기(20a)(20b)가 금속관(P)의 내측을 좌우 양측에서 가압하여 내부에 충진된 물이 압축되도록 함과 동시에 각 돌출봉(21a)(21b)이 금속관(P)의 좌우 양측끝단을 가압하여 금속관(P)이 축관되도록 하고 이와 함께 상기 금속관(P) 내부에 충진된 물의 역류를 방지하기 위하여 상기 물공급부(19)의 가압라인(32)을 통해 통상의 증압기로 된 가압실린더(27)에서 일정압력으로 가압된 물을 물공급로(24)로 가압공급하면 상기 하부금형(13)의 가운데부분에 형성된 분기관성형홈(15)쪽으로 금속관(P) 내부의 압력이 집중되면서 일정한 두께를 지닌 상태로 볼록하게 돌출된 분기관성형부(22)가 돌출형성되는데, 이 때 상기 금속관(P)의 축관된 길이만큼 분기관성형부(22)가 돌출형성되어 상기 분기관성형부(22)가 돌출형성된 금속관(P)의 내경 및 외경은 가공전 일장형 금속관(P)과 동일하게 유지되며 돌출형성된 분기관성형부(22)의 내주면은 금속관(P) 내부에 충진된 물의 고른 수압분포에 의해 매끄럽고 일정하게 가공된다.
상기 금속관(P)에 분기관성형부(22)가 돌출형성되면 수직실린더(11)를 상승이동시키고 수평실린더(9a)(9b)를 원상복귀시켜 분기관성형부(22)가 형성된 금속관(P)을 탈형하며 도 8에 도시된 바와 같이 분기관성형부(22)의 끝단을 절단하고 직경이 금속관(P)과 동일한 다른 일자형 금속관(P')을 용접부착하여 분기관의 연결부분에 크랙(crack) 및 스크래치나 단차(段差)없이 고정밀도(高精密度)와 고청정도(高淸淨度)를 지니도록 일정하고 매끄럽게 성형된 T자형 금속관(T)을 완성하게 된다.
한편, 상기 금속관(P)의 내부에 충진된 물과 가압 축관성형시 가압 공급되는 물은 하부몸체(3)의 상면부에 가로 및 세로방향으로 형성된 다수개의 배수로(5)를 통해 하부몸체(3)의 상면부 외측 둘레에 형성된 배수홈(4)으로 보내지고 상기 배수홈(4)에 모여진 물은 회수관(7)을 통해 상기 물저장조(6)에 저장되며 상기 물저장조(6)에 저장된 물은 상기 물공급부(19)로 공급되어 재사용된다.
도 1은 본 발명에 따른 티자형 금속관 성형장치의 사시개략도
도 2는 본 발명에 따른 티자형 금속관 성형장치의 하부금형에 일자형 금속관의 하부가 수용된 상태에서 좌,우 가압축관성형부가 수평이동되어 결합된 상태의 사시개략도
도 3은 본 발명에 따른 티자형 금속관 성형장치의 상부금형이 하강이동된 상태에서 좌,우 가압축관성형부가 다시 수평이동되어 가압축관성형하는 상태의 사시개략도
도 4는 본 발명에 따른 티자형 금속관 성형장치의 단면개략도
도 5는 본 발명에 따른 티자형 금속관 성형장치의 하부금형에 일자형 금속관의 하부가 수용된 상태에서 좌,우 가압축관성형부가 수평이동되어 결합된 상태의 단면개략도
도 6은 본 발명에 따른 티자형 금속관 성형장치의 상부금형이 하강이동된 상태에서 물공급부로터 공급된 물이 금속관 내부에 충진되는 상태의 단면개략도
도 7은 본 발명에 따른 티자형 금속관 성형장치의 금속관 내부에 물이 충진된 상태에서 좌,우 가압축관성형부가 다시 수평이동되어 가압축관성형하는 상태의 단면개략도
도 8은 본 발명에 따른 티자형 금속관 성형장치에 의해 분기관성형부가 돌출형성된 금속관의 하부를 일부 절단하고 다른 일자형 금속관을 용접부착하여 T자형 금속관을 완성하는 상태의 사시개략도
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1. 티자형 금속관 성형장치 2. 베이스몸체부
3. 하부몸체 4. 배수홈
5. 배수로 6. 물저장조
7. 회수관 8a, 8b. 측면몸체
9a, 9b. 수평실린더 10. 상부몸체
11. 수직실린더 12a, 12b. 가이드축
13. 하부금형 14. 하부수용홈
15. 분기관성형홈 16. 상부금형
17. 상부수용홈 18a, 18b. 가압축관성형부
19. 물공급부 20a, 20b. 삽입돌기
21a, 21b. 돌출봉 22. 분기관성형부
23a, 23b. 성형몸체 24. 물공급로
25. 급수라인 26. 급수펌프
27. 가압실린더 28. 분배기
29. 물공급관 30. 가압실린더급수라인
31a, 31b. 체크밸브 32. 가압라인
P, P' : 일자형 금속관 T : T자형 금속관

Claims (8)

  1. 하부몸체와 상기 하부몸체의 좌우양측에 각각 수직상방으로 세워진 측면몸체와 상기 측면몸체의 상면부에 수평으로 고정설치된 상부몸체로 이루어진 베이스몸체부와, 상기 하부몸체의 상면부 가운데부분에 고정설치되며 상면부에는 수평으로 눕혀진 일자형 금속관의 하부가 부합되게 수용되는 하부수용홈이 횡방향으로 형성되어 있고 상기 하부수용홈의 가운데부분에는 수직하방으로 상기 금속관의 외경과 동일한 직경을 지닌 분기관성형홈이 형성된 하부금형과, 상기 하부금형의 수직상부에 위치된 상태로 상부몸체에 설치된 수직실린더에 의해 상하이동되며 하면부에는 상기 금속관의 상부가 부합되게 수용되는 상부수용홈이 횡방향으로 형성되어 있어 하강시 하부금형의 상면부에 맞닿으면서 상기 금속관을 상부에서 고정하는 상부금형과, 상기 하부금형의 좌우양측에 각각 위치되며 각 측면몸체에 설치된 수평실린더에 의해 내측 수평방향으로 동시에 이동되어 상기 금속관의 좌우양측 끝단에 결합체결되면서 상기 금속관의 내부에 물공급부로부터 공급되는 물을 충진시키고 돌출봉이 금속관을 축관성형하여 상기 분기관성형홈 쪽으로 금속관 내부의 압력이 집중되어 금속관에 분기관성형부를 형성하는 좌,우 가압축관성형부로 구성된 티자형 금속관 성형장치에 있어서, 상기 물공급부(19)는 물저장조(6)와 연결된 급수펌프(26)가 구비되어 있고 상기 급수펌프(26)로부터 공급되는 물을 가압실린더(27)와 상기 가압축관성형부(18a)의 돌출봉(21a)과 삽입돌기(20a)의 내측 가운데부분에 형성된 물공급로(24)로 나누어 보내는 분배기(28)가 구비되어 있되 상기 분배기(28)는 급수펌프(26)와 물공급관(29)으로 연결된 상태로 상기 물공급로(24)와 연결된 급수라인(25) 및 상기 가압실린더(27)와 연결된 가압실린더급수라인(30)이 함께 설치되어 있으며, 상기 급수라인(25)과 가압실린더(27)는 가압라인(32)으로 연결되어 있어 가압축관성형시 상기 가압실린더(27)가 내부에 공급된 물을 가압라인(32)을 통해 일정압력으로 가압하면서 보내 금속관(P) 내부의 압축된 물이 물공급로(24)를 통해 역류되는 것을 차단하도록 되어 있고, 상기 삽입돌기(20a)(20b)는 금속관(P) 내부에 충진된 물을 가압하는 것을 특징으로 하는 티자형 금속관 성형장치.
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  7. 제 1항에 있어서, 상기 급수라인(25)과 가압실린더급수라인(30)은 각각 일방향으로만 물이 흐르도록 단속하는 체크밸브(31a)(31b)가 설치되어 있어 상기 분배기(28)에서 물공급로(24) 또는 상기 분배기(28)에서 가압실린더(27)쪽으로만 물이 공급되고 반대방향으로는 흐르지 않게 차단하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 티자형 금속관 성형장치.
  8. 베이스몸체부(2)의 하부금형(13) 상면부에 형성된 하부수용홈(14) 내측에 일자형 금속관(P)을 위치시키고 측면몸체(8a)(8b)에 장착된 수평실린더(9a)(9b)를 작동시켜 좌,우 가압축관성형부(18a)(18b)가 하부금형(13)쪽으로 수평이동되게 하여 각 가압축관성형부(18a)(18b)의 삽입돌기(20a)(20b)가 금속관(P)의 양측끝단 내측에 삽입되면서 돌출봉(21a)(21b)의 끝단은 금속관(P)의 양측끝단에 맞닿은 상태로 유지되게 하며 상부몸체(10)에 장착된 수직실린더(11)를 작동시켜 상부금형(16)이 하강이동되어 하부금형(13)의 상면부에 맞닿으면서 상기 상부금형(16)의 하면부에 형성된 상부수용홈(17)에 상기 일자형 금속관(P)의 상부가 수용되어 일자형 금속관(P)을 상하좌우에서 고정하며, 상기 가압축관성형부(18a)에 연결장착된 물공급부(19)를 통해 금속관(P) 내부에 물을 충진시키되 물저장조(6)에 저장된 물을 급수펌프(26)가 물공급관(29)을 통해 분배기(28)로 보내고 상기 분배기(28)에서는 공급된 물을 급수라인(25)과 가압실린더급수라인(30)으로 나누어 보내며 상기 급수라인(25)으로부터 공급되는 물은 급수라인(25)과 연결된 가압축관성형부(18a) 내부의 물공급로(24)를 통해 금속관(P) 내부에 충진되며 상기 가압실린더급수라인(30)으로부터 공급되는 물은 가압실린더(27) 내부에 일정량 저장되고, 상기 가압실린더(27)에 일정량의 물이 공급된 다음에는 급수펌프(26)의 작동을 중지시킨 상태에서 상기 수평실린더(9a)(9b)를 다시 작동시켜 좌,우 가압축관성형부(18a)(18b)가 내부에 물이 충진된 금속관(P)을 양측에서 가압하여 축관성형하되, 상기 삽입돌기(20a)(20b)가 금속관(P)의 내측을 좌우양측에서 가압하여 내부에 충진된 물이 압축함과 동시에 각 돌출봉(21a)(21b)이 금속관(P)의 좌우 양측끝단을 가압하여 금속관(P)을 축 관시키면서 상기 금속관(P) 내부에 충진된 물의 역류를 방지하기 위하여 상기 물공급부(19)의 가압라인(32)을 통해 가압실린더(27)에서 일정압력으로 가압된 물을 물공급로(24)로 가압공급하면 상기 하부금형(13)의 가운데부분에 수직하방으로 형성된 분기관성형홈(15)쪽으로 금속관(P) 내부의 압력이 집중되면서 일정두께를 지닌 상태로 볼록하게 분기관성형부(22)가 돌출형성되며, 상기 분기관성형부(22)가 형성된 금속관(P)을 탈형하고 분기관성형부(22)의 끝단을 일부 절단한 다음 직경이 금속관(P)과 동일한 다른 일자형 금속관(P')을 용접부착하여 T자형 금속관(T)을 완성하는 것을 특징으로 하는 티자형 금속관 성형방법.
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