KR101057331B1 - 자동 스프링튜브 융착기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동 스프링튜브 융착기에 관련되며, 구성에 특징으로 살펴보면, 열원부(12)에 의해 가열되는 성형실(14)이 복수개소에 구비되는 금형본체(10); 상기 성형실(14)에 수용되고, 노즐(22)을 통하여 주입되는 압축공기에 의해 팽창되어 성형물(A)을 내측에서 가압하는 확장튜브(24)가 구비되는 내측금형(20); 상기 금형본체(20) 상부에 설치되고, 실린더(32)의 작동에 의해 성형실(14) 입구를 개폐하도록 구비되는 스톱판(30); 및 상기 스톱판(30)상에 설치되고, 실린더(42)의 작동에 의해 내측금형(20)의 노즐(22)과 연결/분리되도록 구비되는 충전노즐(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명은 성형실에 수용되는 내측금형이 스톱판에 의해 신속하게 잠금/해제되면서 연속동작에 의해 확장튜브상으로 공기가 자동주입됨에 따라 에어 스프링을 제조하는 단계별 작업공정이 설정된 제어값에 의해 자동으로 연속수행되므로 성형품질이 균일하게 유지됨과 더불어 생산성이 크게 향상되는 효과가 있다.

Description

자동 스프링튜브 융착기{Spring tube melting machine}
본 발명은 자동 스프링튜브 융착기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다층으로 적층준비된 튜브소재를 고온융착하여 에어스프링 튜브를 형성하는 자동 스프링튜브 융착기에 관한 것이다.
일반적으로 스프링튜브는 에어현가장치의 일종으로서, 공압에 의해 차축과 차체 사이를 연결시켜 주행 중에 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격 등을 적절히 감쇠시켜, 차체의 손상과 탑승자의 승차감을 향상시키는 기능을 수행하고, 공압을 조절하여 운행조건에 맞게 완충력이 조정되므로 기존 코일스프링보다 부드러운 승차감이 제공된다.
그리고, 스프링튜브는 차축에 고정되는 하부하우징과 차체에 고정되는 상부하우징 사이에 설치되고, 내부로 압축공기를 주입하여 완충작용을 수행하되, 여기서 스프링튜브는 여러겹으로 적층 준비된 튜브소재를 융착기에 투입하여 일체로 융착하여 형성된다.
종래에 개시된 스프링튜브 융착기를 살펴보면, U.S. Pat. No. 3,057,768호에서 비경화된 슬리브가 내부 확장가능 맨드릴에 의하여 정적 외부 몰드에 대하여 외부적으로 눌러진 에어스프링을 형성하는 방법을 기술한다.
U.S. Pat. No. 3,964,846호 및 U.S. Pat. No. 5,468,140호에서 외측에서 내측으로 즉, 카트리지 외주면으로 맨드릴의 압력이 작용하여 에어스프링이 양생되도록 하고 있다.
상기 개시된 스프링튜브 융착기는 구조가 간단하면서 스프링튜브의 제조가 용이하도록 하려는데 목적이 있지만, 사용상에 있어 융착과정에서 맨드릴과 에어스프링사이에 잔류하는 공기가 신속하게 배출되지 못하여 에어스프링 표면이 불균일하게 성형되고, 소모품으로 사용되는 맨드릴의 교체가 어렵고, 에어스프링상에 피라미드 형상의 양각요철부를 형성하기 위해서는 카트리지 표면에 절삭가공이 어려운 음각 요철부를 가공해야 하므로 카트리지 제작에 따른 비용이 고가로 유지되는 폐단이 따랐다.
한편, 본 출원인은 상기 종래 문제점을 해결하기 위해 특허등록번호 제10-959364호에서 확장튜브가 중심부분에서 양측 가장자리부로 순차적으로 팽창되면서 스프링튜브를 가압하므로 스프링튜브와 히팅코어사이에 잔류하는 공기가 공기배출골을 타고 신속하게 배출되고, 또 확장튜브의 팽창력에 의해 가압력이 내측에서 외측방향으로 가해지므로 스프링튜브의 겹침으로 인한 성형불량이 방지되며, 특히 마감판에 의해 확장튜브가 탈부착가능하게 설치되어 사용중 교체가 간편하도록 하는 기술을 출원하여 선등록된바 있지만, 내측성형부의 잠금/해제 및 에어튜브 연결/해제, 압축성형을 위한 스팀 공급/차단공정이 일일이 수작업에 의해 단계적으로 이루어지므로 성형품질이 균일하지 못하고, 또 생산성 향상에 한계가 따랐다.
이에 따라 본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안 된 것으로서, 에어 스프링을 융착성형시 수행되는 단계별 작업공정을 자동으로 연속수행하여 성형품질을 균일하게 유지함과 더불어 대량 생산체제를 구축하기 위한 자동 스프링튜브 융착기를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은, 열원부(12)에 의해 가열되는 성형실(14)이 복수개소에 구비되는 금형본체(10); 상기 성형실(14)에 수용되고, 노즐(22)을 통하여 주입되는 압축공기에 의해 팽창되어 성형물(A)을 내측에서 가압하는 확장튜브(24)가 구비되는 내측금형(20); 상기 금형본체(20) 상부에 설치되고, 실린더(32)의 작동에 의해 성형실(14) 입구를 개폐하도록 구비되는 스톱판(30); 및 상기 스톱판(30)상에 설치되고, 실린더(42)의 작동에 의해 내측금형(20)의 노즐(22)과 연결/분리되도록 구비되는 충전노즐(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 확장튜브(24)는 상ㆍ하측마감판(24a)(24b)에 의해 단부가 마감되고, 하측마감판(24b)은 성형실(14) 바닥면과 음양각구조로 맞물려 위치고정되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스톱판(30)은 내측금형(20)의 노즐(22)과 대응하는 위치에 절개홈(34)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금형본체(10) 상부에 위치되어 내측금형(20)을 클램핑/언클램핑하는 클램프(52)와, 클램프(52)의 이송을 안내하여 성형품(A)을 로딩/언로딩하는 이송로드(54)가 설치되는 이송부(50)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열원부(12) ON/OFF작동 및 스톱판(30)과 충전노즐(40)을 구동하는 실린더(32)(42)의 작동 시점은 성형실(14)별로 독립제어되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 성형실에 수용되는 내측금형이 스톱판에 의해 신속하게 잠금/해제되면서 연속동작에 의해 확장튜브상으로 공기가 자동주입됨에 따라 에어 스프링을 제조하는 단계별 작업공정이 설정된 제어값에 의해 자동으로 연속수행되므로 성형품질이 균일하게 유지됨과 더불어 생산성이 크게 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자동 스프링튜브 융착기를 전체적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 자동 스프링튜브 융착기의 요부를 확대하여 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 자동 스프링튜브 융착기의 내부구조를 나타내는 단면도.
도 4a 내지 4c는 본 발명에 따른 자동 스프링튜브 융착기의 작동과정을 나타내는 구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명은 자동 스프링튜브 융착기에 관련되며, 이때 자동 스프링튜브 융착기는 에어 스프링을 융착성형시 수행되는 단계별 작업공정을 자동으로 연속수행하여 성형품질을 균일하게 유지함과 더불어 대량 생산체제를 구축하기 위해 금형본체(10), 내측금형(20), 스톱판(30), 충전노즐(40)을 포함하여 주요구성으로 이루어진다.
본 발명에 따른 금형본체(10)는 열원부(12)에 의해 가열되는 성형실(14)이 복수개소에 구비된다. 금형본체(10)는 성형작업을 다수개소에서 교대로 연속수행가능하도록 성형실(14)이 2~10개소에 이격배치되고, 각각의 성형실(14)은 열원부(12)에 의해 가열되되, 열원부(12)는 고온압축성형작업을 신속하게 수행하기 위해 스팀을 열원으로 사용된다.
한편, 성형실(14)은 후술하는 확장튜브의 팽창으로 성형물(A)이 가압성형시 성형물(A)의 외주면과 성형실(14)의 내주면 사이에 잔류하는 공기를 외부로 배출하기 위해 성형실(14) 내주면에 공기배출골을 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 내측금형(20)은 성형실(14)에 수용되고, 노즐(22)을 통하여 주입되는 압축공기에 의해 팽창되어 성형물(A)을 내측에서 가압하는 확장튜브(24)가 구비된다.
이때, 상기 확장튜브(24)는 상ㆍ하측마감판(24a)(24b)에 의해 단부가 마감되고, 하측마감판(24b)은 성형실(14) 바닥면과 음양각구조로 맞물려 위치고정되도록 구비된다. 확장튜브(24)는 양단이 개방된 형태로 준비되고, 양측 개방부는 상ㆍ하측마감판(24a)(24b)에 의해 마감되되, 이때 상측마감판(24a)은 성형실(14) 입구를 마감하도록 설치되면서 확장튜브(24) 내측으로 에어를 주입하기 위한 노즐(22)이 설치되고, 하측마감판(24b)은 성형실(14) 바닥면과 음양각구조로 맞물려 성형물(A)이 설정된 위치에 고정되도록 지지한다.
이때, 확장튜브(24)는 양단부에 원형의 돌기가 형성되고, 돌기와 대응하는 상ㆍ하측마감판(24a)(24b)상에 별도의 체결판이 구비되어 확장튜브(24)의 단부가 탈부착가능하게 체결된다.
한편, 확장튜브(24)는 양측 가장자리부에서 중앙부분으로 갈수록 단면두께가 얇게 형성되어 내주면이 아치형의 곡면으로 형성된다. 노즐(22)을 통하여 압축공기가 주입시 성형품(A)의 내ㆍ외주면에 면접되는 확장튜브(24) 및 성형실(14) 사이에 잔류하는 공기가 중앙부에서 가장자리부로 순차적으로 밀려 제거되므로 잔류공기로 인한 성형물(A)의 성형불량이 방지된다.
또한, 본 발명에 따른 스톱판(30)은 금형본체(20) 상부에 설치되고, 실린더(32)의 작동에 의해 성형실(14) 입구를 개폐하도록 구비된다. 스톱판(30)은 양단이 가이드레일에 의해 미끄럼운동되도록 설치되고, 저면이 금형본체(10) 및 상측마감판(24a)의 상면에 근접 내지 밀착된 상태로 위치된다.
이에 스톱판(30)이 실린더(32)의 작동에 의해 성형실(14) 입구를 폐쇄하는 위치로 이동시 성형실(14)에 수용된 내측금형(20)의 상측마감판(24a)이 잠금되고, 이와 반대로 스톱판(30)이 성형실(14) 입구를 개방하는 위치로 이동시 내측금형(20)의 상측마감판(24a)의 잠금상태가 해제된다.
이때, 스톱판(30)은 내측금형(20)의 노즐(22)과 대응하는 위치에 절개홈(34)이 형성된다. 절개홈(34)은 "U"자 형상으로 절개되어 스톱판(30)이 내측금형(20)을 잠금결속하기 위해 이송시 노즐(22)이 수용되는 공간부가 확보됨에 따라 후술하는 충전노즐(40)을 통하여 상측에서 공기주입이 가능한 구조를 가진다.
또한, 본 발명에 따른 충전노즐(40)은 스톱판(30)상에 설치되고, 실린더(42)의 작동에 의해 내측금형(20)의 노즐(22)과 연결/분리되도록 구비된다. 충전노즐(40)은 노즐(22)이 체결시 순간적으로 개방되어 압축공기를 공급하는 에어카플러로 형성되고, 호스를 포함하는 연결라인을 통하여 압축공기가 주입되도록 연결되며, 실린더(42)의 작동에 의해 노즐(22)과 대응하는 위치에서 승ㆍ하강되도록 구비된다.
즉, 스톱판(30)이 전진이송되어 내측금형(20)을 잠금한 위치에서 충전노즐(40)이 실린더(42)의 작동에 의해 하강하여 노즐(22)과 체결된 상태로 확장튜브(24) 내측으로 압축공기를 주입하고, 성형이 완료된 후에는 확장튜브(24)가 실린더(42)의 작동에 의해 분리된 상태로 스톱판(30)과 함께 윈위치로 복귀된다.
또한, 상기 열원부(12) ON/OFF작동 및 스톱판(30)과 충전노즐(40)을 구동하는 실린더(32)(42)의 작동 시점은 성형실(14)별로 독립제어되도록 구비된다. 이때 열원부(12) ON/OFF작동 및 스톱판(30)과 충전노즐(40)을 구동하는 실린더(32)(42)의 작동 시점은 작업자가 미리 입력하고, 각각의 성형실(14)별로 시작버튼에 의해 성형작업을 수행하는 시점이 제어된다.
따라서, 다수개의 성형실(14) 중 어느 일측 성형실(14)에 성형물(A)과 내측금형(20)을 삽입하고, 시작버튼을 작동시키면 스톱판(30)에 의한 내측금형(20) 잠금작동 및 충전노즐(40)을 통한 압축공기 주입, 열원부(12) ON/OFF작동, 충전노즐 (40)및 스톱판(30) 복귀를 포함하는 단계별 작업공정이 연속적으로 수행되고, 이러한 연속공정이 수행되는 중에 또 다른 성형실(14)로 성형물(A)과 내측금형(20)을 투입하여 성형공정을 수행하게 된다.
또한, 상기 금형본체(10) 상부에 위치되어 내측금형(20)을 클램핑/언클램핑하는 클램프(52)와, 클램프(52)의 이송을 안내하여 성형품(A)을 로딩/언로딩하는 이송로드(54)가 설치되는 이송부(50)가 구비된다. 이송로드(54)는 실린더 및 타이밍밸트를 포함하는 구동부재에 의해 클램프(52)를 상하 좌우방향으로 위치이동가능하도록 배치되고, 감지센서에 의해 성형실(14)과 대응하는 위치 및 이송범위를 인식하게 된다.
그리고, 이송부(50)는 각각의 성형실(14)에 독립적으로 설치되거나 2~5개의 성형실에 대해 하나의 이송부(50)가 배치되어 성형품(A)의 로딩 및 언로딩작업을 자동으로 수행하게 된다.
한편, 도 4a 내지 4c에서는 1개의 클램프(52)를 이용하여 성형품(A)을 로딩/언로딩하는 구성을 도시하고 있지만, 이에 국한되지 않고 성형품(A)의 로딩/언로딩 속도를 단축시키기 위해 로딩작업을 수행하는 클램프와 언로딩작업을 수행하는 클램프를 1조로 구비하는 구성도 가능하다.
10 : 금형본체 12 : 열원부
14 : 성형실 20 : 내측금형
22 : 노즐 24 : 확장튜브
24a : 상측마감판 24b : 하측마감판
30 : 스톱판 32 : 실린더
34 : 절개홈 40 : 충전노즐
42 : 실린더 50 : 이송부
52 : 클램프 54 : 이송로드

Claims (5)

  1. 열원부(12)에 의해 가열되는 성형실(14)이 복수개소에 구비되는 금형본체(10);
    상기 성형실(14)에 수용되고, 노즐(22)을 통하여 주입되는 압축공기에 의해 팽창되어 성형물(A)을 내측에서 가압하는 확장튜브(24)가 구비되는 내측금형(20);
    상기 금형본체(20) 상부에 설치되고, 실린더(32)의 작동에 의해 성형실(14) 입구를 개폐하도록 구비되는 스톱판(30);
    상기 스톱판(30)상에 설치되고, 실린더(42)의 작동에 의해 내측금형(20)의 노즐(22)과 연결/분리되도록 구비되는 충전노즐(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 스프링튜브 융착기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 확장튜브(24)는 상ㆍ하측마감판(24a)(24b)에 의해 단부가 마감되고, 하측마감판(24b)은 성형실(14) 바닥면과 음양각구조로 맞물려 위치고정되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 자동 스프링튜브 융착기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 스톱판(30)은 내측금형(20)의 노즐(22)과 대응하는 위치에 절개홈(34)이 형성되는 것을 특징으로 하는 자동 스프링튜브 융착기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 금형본체(10) 상부에 위치되어 내측금형(20)을 클램핑/언클램핑하는 클램프(52)와, 클램프(52)의 이송을 안내하여 성형품(A)을 로딩/언로딩하는 이송로드(54)가 설치되는 이송부(50)가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동 스프링튜브 융착기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 열원부(12) ON/OFF작동 및 스톱판(30)과 충전노즐(40)을 구동하는 실린더(32)(42)의 작동 시점은 성형실(14)별로 독립제어되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 자동 스프링튜브 융착기.
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