KR101077252B1

KR101077252B1 - 파이프 절단장치

Info

Publication number: KR101077252B1
Application number: KR1020110090800A
Authority: KR
Inventors: 배상영
Original assignee: 배상영
Priority date: 2011-09-07
Filing date: 2011-09-07
Publication date: 2011-10-27

Abstract

본 발명은, 파이프의 절단을 위해 파이프의 외주면을 회전하는 절단 바이트 및 면취 바이트가 파이프의 외주면을 1회전 할 때마다 그 절단 바이트 및 면취 바이트가 1피치만큼씩 파이프의 중심부로 이동되게 함으로서 안정적인 파이프의 절단 및 면취 작업이 가능하게 함과 아울러 절단 바이트 및 면취 바이트가 고속으로 회전하여도 항시 일정한 1피치만큼씩만 파이프의 중심부로 이동되게 함으로서 작업 속도를 향상시킴과 아울러 두께가 두꺼운 파이프의 절단 작업에 용이한 파이프 절단장치를 제공한다.

Description

파이프 절단장치{Pipe cutting apparatus}

본 발명은 파이프 절단장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파이프를 절단하는 절단작업과 그 절단된 파이프의 절단면에 경사면(Bevel)을 이루게 하는 면취작업이 동시에 이루어지게 함과 아울러 고속으로 절단 작업이 가능하게 하여 작업속도의 향상시킴으로서 두께가 두꺼운 파이프의 절단 작업을 가능하게 한 파이프 절단장치에 관한 것이다.

일반적으로 파이프의 절단작업은 유공압 등의 실린더에 의해 회전 작동되는 원형커터 등으로서 파이프를 절단하는 자동 커팅기로 작업을 수행하거나 혹은 수동 커팅기 등의 회전 커터에 의하여 절단작업을 수행한다.

그러나, 이러한 파이프의 절단작업은 다음과 같은 문제점을 안고 있다. 즉, 파이프를 일정 길이로 절단하기 위하여 작업자가 절단기 상에서 절단작업을 수행하고, 또 절단된 파이프의 절단면에 경사면을 이루게 하는 면취작업을 별도로 하고 있기 때문에 작업공정의 번거로움이 따르고 이로 인해 인력의 낭비 및 작업시간이 지체되는 등의 단점이 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위한 선행 기술로서, 국내 공개실용신안공보 공개번호 제1995-29717호의 "파이프의 자동 절단 및 면취장치"와 국내 공개실용신안공보 공개번호 제1999-12096호의 "파이프 절단기" 및 국내 실용신안공보 공고번호 제1997-799호의 "파이프의 자동절단 및 면취장치"가 개시되어 있다.

그러나, 상기 선행기술들은 유압식으로 절단 바이트와 면취 바이트를 동작시킴으로서 그 구조가 복잡하고, 절단(면취)면이 고르지 못한 문제점이 있다.

한편, 국내 공개특허공보 공개번호 제2009-0101426호의 "파이프 절단기"도 개시도어 있다. 이러한 공개특허는 파이프의 절단을 위해 파이프의 외주면을 회전하는 절단 바이트 및 면취 바이트(이하, '툴 뭉치'라고 한다.)가 파이프의 외주면을 1회전 할 때마다 그 툴 뭉치가 1피치만큼씩 파이프의 중심부로 이동되게 함으로서 안정적인 파이프의 절단 및 면취 작업이 가능하게 하고 있다.

그러나, 상기 공개특허는 툴 뭉치가 파이프의 외주면을 저속으로 회전할 경우에만 작업이 가능하고, 툴 뭉치가 파이프의 외주면을 고속으로 회전하게 되면 불량이 발생되는 문제점이 있다. 즉, 상기 툴 뭉치에는 치차(齒車)가 설치되어 파이프의 외주면을 1회전 할 때마다 상기 치차의 기어치(齒)가 걸림쇠에 걸려 1피치만큼씩 회전되게 하면서 툴 뭉치를 파이프의 중심부로 이동시키는 구조로 되어 있다.

그러나, 상기 툴 뭉치가 저속으로 회전할 경우에는 상기 툴 뭉치의 치차가 걸림쇠에 걸려 정확하게 1피치만큼만 회전 가능하나, 상기 툴 뭉치가 고속으로 회전할 경우에는 상기 걸림쇠에 걸리는 치차가 관성에 의해 1피치 이상, 예컨대 1.5피치정도만큼 회전됨으로 다음 1회전 이후에는 걸림쇠가 치차의 기어치와 기어치 사이를 통과함으로 걸리지 않게 되어 불량이 발생된다. 즉, 고속 회전시에는 고속 회전에 따른 관성에 의해 치차가 정확하게 작동되지 못하는 문제점이 있다.

따라서, 이러한 공개특허는 저속 회전에 의해서만 파이프의 절단 및 면취 작업이 가능하기 때문에 파이프의 절단에 따른 작업 시간이 오래 걸리는 문제점이 있고, 또 저속으로 회전되면서 절단함으로 두께가 얇은 파이프의 절단에만 유용할 뿐, 두께가 두꺼운 파이프를 절단하기에는 적합하지 않은 문제점이 있다.

국내 공개실용신안공보 공개번호 제1995-29717호, 파이프의 자동 절단 및 면취장치 국내 공개실용신안공보 공개번호 제1999-12096호, 파이프 절단기 국내 실용신안공보 공고번호 제1997-799호, 파이프의 자동절단 및 면취장치 국내 공개특허공보 공개번호 제2009-0101426호, 파이프 절단기

본 발명의 목적은 파이프의 절단을 위해 파이프의 외주면을 회전하는 절단 바이트 및 면취 바이트가 파이프의 외주면을 1회전 할 때마다 그 절단 바이트 및 면취 바이트가 1피치만큼씩 파이프의 중심부로 이동되게 함으로서 안정적인 파이프의 절단 및 면취 작업이 가능하게 함과 아울러 절단 바이트 및 면취 바이트가 고속으로 회전하여도 항시 일정한 1피치만큼씩만 파이프의 중심부로 이동되게 함으로서 작업 속도를 향상시킴과 아울러 두께가 두꺼운 파이프의 절단 작업에 용이한 파이프 절단장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 파이프의 둘레를 따라 회전됨과 동시에 파이프의 중심을 향하여 이동되면서 상기 파이프를 절단하고, 그 절단면을 소정 경사각을 이루게 면취하는 파이프 절단장치에 있어서, 상기 파이프의 둘레를 따라 설치되어 그 파이프를 중심으로 하여 소정 지름을 이루며 무단상(無斷狀)의 링을 형성하는 베이스; 상기 베이스상에 원주방향을 따라 소정 간격을 이루게 설치되어 상기 파이프의 둘레를 회전하는 회전블록과 상기 회전블록에 설치되어 파이프의 중심 방향으로 이동되는 이동블록과 상기 이동블록에 나사 결합되어 상기 이동블록이 상기 회전블록으로부터 왕복 이동되게 제자리 회전되는 나선축과 상기 나선축의 회전에 의해 왕복 이동되는 상기 이동블록에 설치되어 상기 파이프를 절단 및 면취하는 툴(tool)로 이루어진 절삭수단; 및 상기 절삭수단의 툴이 파이프의 둘레를 1회전할 때 마다 상기 툴이 파이프의 중심을 향하여 나선축의 1피치만큼만 이동될 수 있게 상기 나선축의 외측부에 래치 구조를 이루게 결합되어 상기 나선축을 일방향으로만 회전시킬 수 있게 한 작동캠과 상기 작동캠의 어느 일측으로 돌출되게 설치된 캠롤러와 상기 캠롤러가 접촉될 수 있게 상기 베이스의 외측으로 인접하게 설치되어 상기 툴이 파이프의 둘레를 1회전할 때마다 상기 작동캠이 소정 각도만큼 회전되게 상기 캠롤러가 작동되게 제1실린더에 의해 전후진 되게 설치된 작동돌부와 상기 작동돌부에 의해 소정 각도만큼 회전된 작동캠을 원위치로 복원시킬 수 있게 상기 작동캠에 하부만이 개구되는 작동홈부를 상기 나선축에 동심원을 이루는 형성하고 그 작동홈부에 제1스프링에 의해 소정 텐션을 갖게 설치된 작동편과 상기 작동편을 제어할 수 있게 상기 작동홈부에 어느 일단이 끼움 설치되는 스톱퍼로 이루어진 작동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 베이스는 기체에 지지되게 설치됨과 아울러 상기 기체에 설치되는 베이스의 일측과 반대측으로 각각 위치되게 설치되어 상기 파이프를 받혀줄 수 있게 한 파이프 지지수단; 상기 파이프 지지수단에 의해 받혀진 파이프를 이동시킬 수 있게 상기 베이스의 일측부에 위치되어 상기 파이프의 양측부에 접촉될 수 있게 세워지게 설치되어 제2실린더에 의해 전후진 됨과 아울러 제2모터에 의해 회전되면서 상기 파이프의 외주면에 접촉된 상태에서 회전되는 마찰력에 의해 상기 파이프를 이동시킬 수 있게 한 회전롤러들로 이루어진 파이프 이동수단; 상기 파이프 이동수단에 의해 이송된 파이프를 상기 절삭수단의 툴로서 절삭할 수 있게 상기 베이스의 일측으로 배치되며, 상기 파이프의 양측에서 제3실린더에 의해 왕복 이동되게 설치되어 상기 파이프의 외주면을 고정하기 위한 제1클램프와 상기 제1클램프로부터 소정 간격을 이루는 상기 베이스의 다른 일측으로 배치되며, 상기 파이프의 원주방향을 따라 소정 간격을 이루게 설치되어 상기 파이프의 중심부를 향하여 좁혀지면서 상기 파이프의 외주면을 고정하는 제2클램프로 이루어진 파이프 클램핑수단; 및 상기 클램핑수단에 의해 고정된 파이프를 상기 절삭수단의 툴로 절삭할 수 있게 상기 베이스상에 설치되는 이동블록이 회전되도록 상기 베이스를 회전시킬 수 있게 설치한 제2모터로 이루어진 회전수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 파이프 지지수단은 소정 경사각을 이루며 일정 간격을 이루게 설치된 지지롤러들과 상기 지지롤러들이 회전될 수 있기 지지하는 수평프레임과 상기 수평프레임을 승강시킬 수 있게 상기 수평프레임의 하부로 수직하게 설치된 래크기어와 상기 래크기어에 맞물리게 설치된 피니언기어로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 파이프 이동수단의 회전롤러는 상하측부의 직경보다 가운데의 직경이 좁은 테이퍼를 이루게 형성되어 상기 파이프의 외면에 넓은 면적으로 접촉되게 한 것을 특징으로 한다.

상기 파이프의 중심을 향하여 이동된 툴이 원위치로 복귀될 수 있게 작동수단의 인접 위치에 설치되어 나선축을 반대방향으로 회전시킬 수 있게 한 복귀수단을 더 포함하되, 상기 복귀수단은 나선축의 머리부 상면에 다각형상의 끼움홈부가 형성되고, 그 끼움홈부에 대응하는 끼움돌부가 선단부에 형성됨과 아울러 회전 가능하게 설치된 회전로드와 상기 회전로드의 끼움돌부가 상기 나선축의 머리부에 형성된 끼움홈부에 끼움될 수 있게 상기 회전로드를 승강시킬 수 있게 한 제5실린더와 상기 제5실린더에 의해 승강되는 회전로드를 안내할 수 있게 한 가이드레일로 이루어진 특징으로 한다.

상기 복귀수단에 의해 나선축을 반대방향으로 회전시킬 때 스톱퍼가 작동홈부로부터 빠져나올 수 있도록 상기 스톱퍼의 하부에는 제2스프링을 설치함과 아울러 상기 제2스프링을 압축시킬 수 있게 한 유압라인을 형성하여서 된 것을 특징으로 한다.

상기 툴은 절단 바이트와 면취 바이트로 이루어지며, 상기 절단 바이트와 면취 바이트가 상기 베이스상에 소정 간격을 이루게 설치되는 이동블록에 각각 설치됨을 특징으로 한다.

본 발명은 절단 바이트 및 면취 바이트가 파이프의 외주면을 회전하면서 파이프를 절단할 때 상기 절단 바이트 및 면취 바이트가 1회전 할 때마다 그 절단 바이트 및 면취 바이트가 1피치만큼씩 파이프의 중심부로 이동되게 함으로서 안정적인 파이프의 절단 및 면취 작업이 가능하게 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 절단 바이트 및 면취 바이트가 파이프의 외주면을 고속으로 회전하여도 정확하게 1피치만큼씩 이동됨으로서 작업 속도를 향상시켜 작업 능률이 향상되고 경제적인 효과가 있으며, 두께가 두꺼운 파이프의 절단 작업을 가능하게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 파이프 절단장치를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1표시를 위에서 보아 도시한 도면이고,
도 3은 도 1표시에서 "A"부를 확대하여 나타낸 도면이고,
도 4는 도 3표시를 위에서 보아 도시한 도면이고,
도 5는 도 3표시에 대한 사시도이고,
도 6은 도 5표시에서 제2클램프(620)를 도시하지 않은 상태를 보인 사시도이고,
도 7은 도 6표시를 일측에서 보아 도시한 도면이고,
도 8은 도 7표시에서 절삭수단(200)이 회전한 상태를 보인 도면이고,
도 9는 도 7표시에서 "B"부를 확대하여 나타낸 도면이고,
도 10은 도 9표시를 위에서 보아 도시한 도면이고,
도 11은 도 9표시를 일측에서 보아 도시한 도면이고,
도 12는 도 11표시에서 툴(240)이 하부로 이동한 상태를 나타낸 도면이고,
도 13은 도 9표시에서 작동수단(300)만을 나타낸 사시도이고,
도 14는 도 13표시에서 요부를 분리하여 나타낸 사시도이고,
도 15는 도 13표시의 작동수단(300)에 대한 작동 상태를 위에서 보아 도시한 도면이고,
도 16은 도 7표시에서 "C"부를 확대하여 나타낸 도면이고,
도 17은 도 16표시를 일측에서 보아 도시한 도면이고,
도 18은 도 5표시에서 제1클램프(710)만을 나타낸 사시도이고,
도 19는 도 18표시를 일측에서 보아 도시한 도면이고,
도 20은 도 5표시에서 제2클램프(720)를 나타낸 도면이고,
도 21은 도 20표시에서 제2클램프(720)의 작동 상태를 설명하기 위한 도면이고,
도 22는 도 5표시에서 파이프 이동수단(600)만을 타나낸 사시도이고,
도 23은 도 22표시를 일측에서 보아 도시한 도면이고,
도 24는 도 22표시를 위에서 보아 도시한 도면이고,
도 25는 도 1표시에서 파이프 지지수단(500)만을 타나낸 사시도이고,
도 26은 도 25표시를 일측에서 보아 도시한 도면이고,
도 27은 본 발명에 따른 파이프 절단장치의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 28은 도 27표시를 일측에서 보아 도시한 도면이고,
도 29는 도 27표시를 분리하여 나타낸 도면으로, 직경이 큰 파이를 고정하기 위한 상태이고,
도 30은 도 29표시에 직경이 작은 파이프를 고정하는 상태의 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파이프 절단장치는 파이프(P)의 둘레를 따라 회전됨과 동시에 파이프(P)의 중심을 향하여 이동되면서 상기 파이프(P)를 절단하고, 그 절단면을 소정 경사각을 이루게 면취하는 것으로, 본 발명의 파이프 절단장치는 베이스(100)를 구비하고 있다. 이 베이스(100)는 상기 파이프(P)의 둘레를 따라 설치되어 그 파이프(P)를 중심으로 하여 소정 지름을 이루며 무단상(無斷狀)의 링을 형성한다.

또한, 상기 베이스(100)는 지면에 설치되는 기체(102)에 지지되게 설치되어 상기 베이스(100)의 중앙으로 파이프(P)가 위치되게 할 수도 있고(도 5 ~도 6참조), 또 상기 베이스(100)를 파이프(P)의 외주면에 지지되게 설치할 수 있다(도 27 ~도 28참조).

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파이프 절단장치는 절삭수단(200)을 구비하고 있다(도 9 ~도 12참조). 이 절삭수단(200)은 상기 베이스(100)상에 원주방향을 따라 소정 간격을 이루게 설치되어 상기 파이프(P)의 둘레를 회전함과 동시에 상기 파이프(P)의 중심부로 이동되면서 파이프(P)를 절단 및 면취 작업을 할 수 있게 한다.

이러한 절삭수단(200)은 상기 파이프(P)의 둘레를 회전할 수 있게 상기 베이스(100)상에 소정 간격을 이루게 설치된 회전블록(210)과, 상기 회전블록(210)에 설치되어 파이프(P)의 중심 방향으로 이동되는 이동블록(220)과, 상기 이동블록(220)에 나사 결합되어 상기 이동블록(220)이 상기 회전블록(210)으로부터 왕복 이동되게 제자리 회전되는 나선축(230)과 상기 나선축(230)의 회전에 의해 왕복 이동되는 상기 이동블록(220)에 설치되어 상기 파이프(P)를 절단 및 면취하는 툴(tool)(240)로 이루어진다.

이와 같은 절삭수단(200)에서 상기 베이스(100)상에 소정 간격을 이루게 설치된 회전블록(210)이 상기 파이프(P)의 둘레를 회전할 수 있게 하기 위해서는, 상기 베이스(100)를 회전시켜서 회전블록(210)이 파이프의 둘레를 회전되게 하거나(도 5 ~도 6참조) 혹은 상기 베이스(100)상에서 상기 회전블록(210)이 그 베이스를 따라 회전될 수 있게 리니어모터를 이용하여 설치할 수 있다(도 27 ~도 28참조).

또한, 상기 이동블록(210)에 설치되는 툴(240)은 절단 바이트와 면취 바이트로 이루어지며, 상기 절단 바이트와 면취 바이트가 상기 베이스(100)상에 소정 간격을 이루게 설치되는 회전블록(210)에 각각 설치된다. 즉, 상기 베이스(100)상에 4개의 회전블록(210)을 설치하고 상기 각각의 회전블록(210)에 절단 바이트와 면취 바이트를 상호 교대로 설치함이 좋다.

이와 같이 절단 바이트와 면취 바이트로 이루어지는 상기 툴(240)은, 상기 파이프(P)를 절단함과 동시에 그 절단된 면을 면취하는 것으로, 상기 면취 바이트로 작업시 절단되는 파이프의 양측 모두를 면취할 수 있게 양측으로 경사면을 이루게 형성됨이 좋다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파이프 절단장치는 작동수단(300)을 구비하고 있다(도 13 ~도 15참조). 이 작동수단(300)은 상기 절삭수단(200)의 툴(240)이 파이프(P)의 둘레를 1회전할 때 마다 상기 툴(240)이 파이프(P)의 중심을 향하여 나선축(230)의 1피치만큼만 이동될 수 있게 한 것으로, 이는 본 발명의 가장 큰 특징을 이루는 부분이다.

이와 같은 작동수단(300)은 상기 나선축(230)의 외측부에 래치구조(302)를 이루게 결합되어 상기 나선축(230)을 일방향으로만 회전시킬 수 있게 한 작동캠(310)과, 상기 작동캠(310)의 어느 일측으로 돌출되게 설치된 캠롤러(320)와, 상기 캠롤러(320)가 접촉될 수 있게 상기 베이스(100)의 외측으로 인접하게 설치되어 상기 파이프(P)의 둘레를 1회전할 때마다 상기 작동캠(310)이 소정 각도만큼만 회전될 수 있게 상기 캠롤러(320)를 작동시키기 위한 작동돌부(330)와, 상기 작동돌부(330)에 의해 소정 각도만큼 회전된 작동캠(310)을 원위치로 복원시킬 수 있게 상기 작동캠(310)에 하부만이 개구되는 작동홈부(312)를 상기 나선축(230)에 동심원을 이루는 형성하고, 그 작동홈부(312)에 제1스프링(342)에 의해 소정 텐션을 갖게 설치된 작동편(340)과, 상기 작동편(340)을 제어할 수 있게 상기 작동홈부(312)에 어느 일단이 끼움 설치되는 스톱퍼(350)로 이루어진다.

이러한 작동수단(300)에 의해 상기 파이프(P)의 둘레를 고속으로 회전하여도 상기 절삭수단(200)의 툴(240)이 일정한 피치(나선축의 1피치)만큼만 파이프의 중심부를 향하여 이동되게 할 수 있고, 이는 상기 파이프의 절단에 따른 작업 시간을 단축시킬 수 있게 함과 아울러 두께가 두꺼운 파이프의 절단을 가능하게 한다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 파이프(P)의 둘레를 상기 툴(240)이 회전면서 절단 및 면취작업을 할 때, 상기 툴(240)이 1회전 할 때마다 상기 캠롤러(320)가 작동돌부(300)에 걸려 상기 작동캠(310)이 회전되면서 나선축(230)을 일방향으로 1피치만큼만 회전되게 한다.

이때, 상기 작동캠(310)이 회전되는 각도는 제1스프링(342)에 의해 텐션을 갖게 작동홈부(312)에 설치된 작동편(340)과 그 작동편(340)을 제어하는 스톱퍼(350)에 의해 상기 작동캠(310)이 각도만큼만 작동된 후, 상기 제1스프링(342)에 의해 상기 작동캠(350)은 원위치로 복원된다.

또한, 상기 캠롤러(320)가 작동돌부(330)에 걸려 작동캠(310)이 소정 각도만큼 회전될 때, 상기 파이프(P)의 둘레를 회전하는 툴(240)이 고속으로 회전되어도 상기 작동캠(310)과 작동편(340) 및 스톱퍼(350)에 의해 정해진 각도만큼만 회전되면서 나선축(230)을 1피치만큼만 회전되게 한다. 즉, 종래 기술의 국내 공개특허공보 공개번호 제2009-0101426호의 "파이프 절단기"는 고속으로 회전될 경우에는 정해진 각도 보다 더 많이 작동되어 불량이 발생되므로 고속 회전에서는 사용이 불가능 하였으나, 본 발명에서는 래치구조(302)를 이용하여 1방향으로만 회전되게 함과 아울러 제1스프링(342)과 작동편(340) 및 스톱퍼(350)에 의해 정해진 각도만큼만 회동되게 함으로서 고속회전시에도 불량 발생이 없게 되므로, 작업속도를 향상시킬 수 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파이프 절단장치는 파이프 지지수단(500)을 구비하고 있다(도 25 ~도 26참조). 이 파이프 지지수단(500)은 상기 베이스(100)가 기체(102)에 지지되게 설치됨과 아울러 상기 기체(102)에 설치되는 베이스(100)의 일측과 반대측으로 각각 위치되게 설치되어 상기 파이프(P)를 받혀줄 수 있게 한다.

이러한 파이프 지지수단(500)은 소정 경사각을 이루며 일정 간격을 이루게 설치된 지지롤러(510)들과, 상기 지지롤러(510)들이 회전될 수 있기 지지하는 수평프레임(520)과, 상기 수평프레임(520)을 승강시킬 수 있게 상기 수평프레임(520)의 하부로 수직하게 설치된 래크기어(530)와, 상기 래크기어(530)에 맞물리게 설치되어 모터에 의해 회전하는 피니언기어(540)로 이루어져, 수평프레임(520)에 지지되는 지지롤러(510)들이 동시에 승강되게 한다. 즉, 상기 피니언기어(540)의 회전에 의해 그 피니언기어(540)에 맞물린 래크기어(530)가 승강되면서 상기 수평프레임(520)을 승강시켜 지지롤러(510)들이 동시에 승강되게 한다.

이때, 상기 래크기어(530)와 피니언기어(540)는 상기 수평프레임(520)에 소정 간격을 이루게 설치하여 상기 소정 간격을 이루게 설치되는 피니언기어(540)를 체인 등의 동력전달수단을 이용하여 동시에 회전되게 할 수 있다.

이와 같이 상기 파이프 지지수단(500)을 승강되게 설치하게 되면, 직경이 작은 파이프 혹은 직경이 큰 파이프 모두를 용이하게 받혀줄 수 있다. 즉, 상기 절삭수단(200)에 의해 파이프를 절삭하기 위해서는 상기 파이프(P)가 베이스(100)의 중심부에 동심원을 이루게 정확하게 위치되어야 하는데, 이는 상기 지지수단(500)의 승강여부에 따라 정확하게 위치시킬 수 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파이프 절단장치는 파이프 이동수단(600)을 구비하고 있다(도 22 ~도 24참조). 이 파이프 이동수단(600)은 상기 파이프 지지수단(500)에 의해 받혀진 파이프(P)를 이동시킬 수 있게 하기 위한 것으로, 상기 파이프 지지수단(500)은 베이스(100)의 일측부에 위치되어 상기 파이프(P)의 양측부에 접촉될 수 있게 세워지게 설치된 회전롤러(610)들에 의해 파이프(P)를 이동시킬 수 있다.

이러한 파이프 이동수단(600)은 상기 회전롤러(610)가 제2실린더(612)에 의해 파이프(P)의 양측에서 왕복 이동되게 설치됨과 아울러 제2모터(614)에 의해 회전되게 설치되어, 상기 회전롤러(610)들이 파이프(P)의 외주면에 접촉된 상태에서 회전하게 되면, 그 회전롤러(610)들과 파이프(P)와의 마찰력에 의해 상기 파이프(P)를 이동시킬 수 있다. 이때, 상기 파이프(P)는 위에서 설명한 파이프 지지수단(500)의 지지롤러(510)들에 의해 받혀지게 설치됨으로서 용이하게 이동될 수 있다.

또한, 상기 파이프 이동수단(600)의 회전롤러(610)는 상기 파이프(P)의 외면에 넓은 면적으로 접촉되게 하고자, 상기 회전롤러(610)의 상하측부의 직경보다 가운데의 직경이 좁은 테이퍼를 이루게 형성함이 좋으며, 그 테이퍼의 경사도는 상기 파이프의 외경에 대응하게 형성됨이 좋다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파이프 절단장치는 파이프 클램핑수단(700)을 구비하고 있다(도 18 ~도 21참조). 이 파이프 클램핑수단(700)은 상기 파이프 이동수단(600)에 의해 이송된 파이프(P)를 상기 절삭수단(200)의 툴(240)로서 절삭할 수 있게 고정하는 것으로, 제1클램프(710)(도 18 ~도 19참조)와 제2클램프(720)(도 20 ~도 21참조)로 이루어진다.

상기 제1클램프(710)는 베이스(100)의 일측으로 배치되며, 상기 파이프(P)의 양측에서 제3실린더(712)에 의해 왕복 이동되게 설치되어 상기 파이프(P)의 외주면을 고정한다. 이때, 상기 파이프(P)의 고정력을 더욱 견고하게 하기 위하여 파이프의 외주면에 접하는 부위를 요철부를 형성함이 좋다.

또한, 상기 제2클램프(720)는 베이스(100)의 다른 일측으로 배치되며, 상기 파이프(P)의 원주방향을 따라 소정 간격을 이루게 설치되어 상기 파이프(P)의 중심부를 향하여 좁혀지면서 상기 파이프(P)의 외주면을 고정한다. 이러한 제2클램프(720)는 제4실린더(722)에 의해 가이드홈(744)을 따라 작동되게 함으로서 파이프의 중심부로 좁혀지게 작동시킬 수 있다.

이와 같이 상기 제2클램프(720)를 파이프(P)의 중심을 향해 좁혀지는 형태로 하여 작동되게 하여 파이프를 고정하게 되면, 직경이 작은 파이프 혹은 직경이 큰 파이프 모두를 견고하게 고정할 수 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파이프 절단장치는 회전수단(800)을 구비하고 있다. 이 회전수단(800)은 상기 파이프 클램핑수단(700)에 의해 고정된 파이프를 상기 절삭수단(200)의 툴(240)로 절삭할 수 있게 하고자 상기 베이스(100)상에 설치되는 회전블록(210)이 회전되도록 하기 위한 것으로, 이때 상기 베이스(100)를 제1모터(802)에 의해 직접 회전되게 할 수 있다. 또한, 도 27 ~도 28표시와 같이, 베이스(100)를 따라 회전블록(210)이 회전되게 할 수도 있다.

이러한 회전수단(800)은 상기 제1모터(802)에 의해 베이스(100)가 회전됨으로서, 그 베이스(100)상에 설치되는 회전블록(210)이 파이프의 둘레를 회전되면서, 상기 회전블록(210)에 설치되는 이동블록(220)이 파이프의 중심부로 이동되면서 상기 툴(240)로서 파이프(P)를 절삭하게 된다.

또한, 본 발명은 도 27 ~도 28표시와 같이, 상기 베이스(100)를 회전시키지 않고 그 베이스(100)상에 설치된 회전블록(210)을 직접 회전시킬 수도 있는데, 이때에는 상기 회전블록(210)을 리니어모터를 이용하여 베이스에 설치함으로서 가능하게 되며, 이는 상기 파이프의 외주면에 상기 베이스를 직접 고정한 후 절삭할 수 있게 한 이동식 파이프 절단장치에 이용될 수 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파이프 절단장치는 상기 파이프(P)의 중심을 향하여 이동된 툴(240)이 원위치로 복귀될 수 있게 상기 작동수단(300)의 인접 위치에 설치되어 나선축(230)을 반대방향으로 회전시킬 수 있게 한 복귀수단(400)을 구비하고 있다(도 16 ~도 17참조).

이러한 복귀수단(400)은 상부와 일측부에 각각 설치할 수 있는데, 이는 상기 절삭수단(200)이 베이스(100)상에 4개 설치됨으로, 2개소에서 동시에 복귀시도록 하여 복귀시간을 절약할 수 있게 하기 위함이다(도 5 ~도 8참조).

이와 같은 상기 복귀수단(400)은 상기 나선축(230)의 머리부 상면에 다각형상의 끼움홈부(232)가 형성되고, 그 끼움홈부(232)에 대응하는 끼움돌부(412)가 선단부에 형성됨과 아울러 회전 가능하게 설치된 회전로드(410)와 상기 회전로드(410)의 끼움돌부(412)가 상기 나선축(230)의 머리부에 형성된 끼움홈부(232)에 끼움될 수 있게 상기 회전로드(410)를 승강시킬 수 있게 한 제5실린더(420)와 상기 제5실린더(420)에 의해 승강되는 회전로드(410)를 안내할 수 있게 한 가이드레일(430)로 이루어진다.

또한, 상기 복귀수단(400)에 의해 나선축(230)을 반대방향으로 회전시킬 때에는 상기 스톱퍼(350)가 작동홈부(312)로부터 빠져나올 수 있게 함이 좋은데, 이를 위해 상기 스톱퍼(350)의 하부에는 제2스프링(352)을 설치함과 아울러 상기 제2스프링(352)을 압축시킬 수 있게 유압라인(360)을 형성함이 좋다. 즉, 상기 제2스프링(352)에 의해 스톱퍼(350)의 상단이 작동홈부(312)에 위치되게 끼움되고, 상기 유압라인(360)에 의해 제2스프링(352)이 압축됨으로서 상기 스톱퍼(350)의 상단이 작동홈부(312)로부터 빠져나오게 할 수 있다.

이때, 상기 유압라인(360)의 형성에 의해 상기 스톱퍼(350)가 제2스프링(352)을 압축하면서 하부로 이동될 수 있게 하고자 상기 스톱퍼(350)에는 단차부(350a)를 이루게 형성하여야 되고, 이는 단동실린더의 원리를 이용한 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 파이프 절단장치는, 상기 파이프(P)의 둘레를 툴(240)이 회전함과 동시에 1회전할 때마다 파이프(P)의 중심을 향하여 일정 피치만큼씩 이동되면서 파이프(P)를 절단하게 되는데, 본 발명의 특징은 상기 파이프(P)의 둘레를 1회전할 때마다 파이프(P)의 중심을 향하여 툴(240)이 나선축(230)의 1피치만큼 이동되게 하는 작동수단(300)을 래치구조(302)에 의해 일방향으로만 회전되게 함으로서 파이프(P)의 둘레를 고속으로 회전되어도 정확한 1피치만큼만 파이프(P)의 중심부로 툴(240)이 이동되게 하여 작업속도를 향상시킬 수 있고, 또 파이프(P)의 둘레를 회전하는 속도가 빠르기 때문에 두께가 두꺼운 파이프(P)의 절단을 가능하게 할 수 있다.

특히, 본 발명은 파이프(P)를 절단 한 후에는 상기 복귀수단(400)에 의해 툴(240)을 신속하게 원위치로 자동으로 복귀시킬 수 있게 할 수 있어 작업 능률을 향상시킬 수 있다.

100 - 베이스 200 - 절삭수단
210 - 회전블록 220 - 이동블록
230 - 나선축 240 - 툴
300 - 작동수단 310 - 작동캠
320 - 캠롤러 330 - 작동돌부
340 - 작동편 350 - 스톱퍼
400 - 복귀수단 410 - 회전로드
500 - 파이프 지지수단 600 - 파이프 이동수단
700 - 파이프 클램핑수단 800 - 회전수단

Claims

파이프의 둘레를 따라 회전됨과 동시에 파이프의 중심을 향하여 이동되면서 상기 파이프를 절단하고, 그 절단면을 소정 경사각을 이루게 면취하는 파이프 절단장치에 있어서,
상기 파이프의 둘레를 따라 설치되어 그 파이프를 중심으로 하여 소정 지름을 이루며 무단상(無斷狀)의 링을 형성하는 베이스;
상기 베이스상에 원주방향을 따라 소정 간격을 이루게 설치되어 상기 파이프의 둘레를 회전하는 회전블록과 상기 회전블록에 설치되어 파이프의 중심 방향으로 이동되는 이동블록과 상기 이동블록에 나사 결합되어 상기 이동블록이 상기 회전블록으로부터 왕복 이동되게 제자리 회전되는 나선축과 상기 나선축의 회전에 의해 왕복 이동되는 상기 이동블록에 설치되어 상기 파이프를 절단 및 면취하는 툴(tool)로 이루어진 절삭수단; 및
상기 절삭수단의 툴이 파이프의 둘레를 1회전할 때 마다 상기 툴이 파이프의 중심을 향하여 나선축의 1피치만큼만 이동될 수 있게 상기 나선축의 외측부에 래치 구조를 이루게 결합되어 상기 나선축을 일방향으로만 회전시킬 수 있게 한 작동캠과 상기 작동캠의 어느 일측으로 돌출되게 설치된 캠롤러와 상기 캠롤러가 접촉될 수 있게 상기 베이스의 외측으로 인접하게 설치되어 상기 툴이 파이프의 둘레를 1회전할 때마다 상기 작동캠이 소정 각도만큼 회전되게 상기 캠롤러가 작동되게 제1실린더에 의해 전후진 되게 설치된 작동돌부와 상기 작동돌부에 의해 소정 각도만큼 회전된 작동캠을 원위치로 복원시킬 수 있게 상기 작동캠에 하부만이 개구되는 작동홈부를 상기 나선축에 동심원을 이루는 형성하고 그 작동홈부에 제1스프링에 의해 소정 텐션을 갖게 설치된 작동편과 상기 작동편을 제어할 수 있게 상기 작동홈부에 어느 일단이 끼움 설치되는 스톱퍼로 이루어진 작동수단을 포함하는 파이프 절단장치.
제1항에 있어서, 상기 베이스는 기체에 지지되게 설치됨과 아울러 상기 기체에 설치되는 베이스의 일측과 반대측으로 각각 위치되게 설치되어 상기 파이프를 받혀줄 수 있게 한 파이프 지지수단;
상기 파이프 지지수단에 의해 받혀진 파이프를 이동시킬 수 있게 상기 베이스의 일측부에 위치되어 상기 파이프의 양측부에 접촉될 수 있게 세워지게 설치되어 제2실린더에 의해 전후진 됨과 아울러 제2모터에 의해 회전되면서 상기 파이프의 외주면에 접촉된 상태에서 회전되는 마찰력에 의해 상기 파이프를 이동시킬 수 있게 한 회전롤러들로 이루어진 파이프 이동수단;
상기 파이프 이동수단에 의해 이송된 파이프를 상기 절삭수단의 툴로서 절삭할 수 있게 상기 베이스의 일측으로 배치되며, 상기 파이프의 양측에서 제3실린더에 의해 왕복 이동되게 설치되어 상기 파이프의 외주면을 고정하기 위한 제1클램프와 상기 제1클램프로부터 소정 간격을 이루는 상기 베이스의 다른 일측으로 배치되며, 상기 파이프의 원주방향을 따라 소정 간격을 이루게 설치되어 상기 파이프의 중심부를 향하여 좁혀지면서 상기 파이프의 외주면을 고정하는 제2클램프로 이루어진 파이프 클램핑수단; 및
상기 클램핑수단에 의해 고정된 파이프를 상기 절삭수단의 툴로 절삭할 수 있게 상기 베이스상에 설치되는 이동블록이 회전되도록 상기 베이스를 회전시킬 수 있게 설치한 제1모터로 이루어진 회전수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 절단장치.
제2항에 있어서, 상기 파이프 지지수단은 소정 경사각을 이루며 일정 간격을 이루게 설치된 지지롤러들과 상기 지지롤러들이 회전될 수 있기 지지하는 수평프레임과 상기 수평프레임을 승강시킬 수 있게 상기 수평프레임의 하부로 수직하게 설치된 래크기어와 상기 래크기어에 맞물리게 설치된 피니언기어로 이루어진 것을 특징으로 하는 파이프 절단장치.
제3항에 있어서, 상기 파이프 이동수단의 회전롤러는 상하측부의 직경보다 가운데의 직경이 좁은 테이퍼를 이루게 형성되어 상기 파이프의 외면에 넓은 면적으로 접촉되게 한 것을 특징으로 하는 파이프 절단장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이프의 중심을 향하여 이동된 툴이 원위치로 복귀될 수 있게 작동수단의 인접 위치에 설치되어 나선축을 반대방향으로 회전시킬 수 있게 한 복귀수단을 더 포함하되, 상기 복귀수단은 나선축의 머리부 상면에 다각형상의 끼움홈부가 형성되고, 그 끼움홈부에 대응하는 끼움돌부가 선단부에 형성됨과 아울러 회전 가능하게 설치된 회전로드와 상기 회전로드의 끼움돌부가 상기 나선축의 머리부에 형성된 끼움홈부에 끼움될 수 있게 상기 회전로드를 승강시킬 수 있게 한 제5실린더와 상기 제5실린더에 의해 승강되는 회전로드를 안내할 수 있게 한 가이드레일로 이루어진 특징으로 하는 파이프 절단장치.
제5항에 있어서, 상기 복귀수단에 의해 나선축을 반대방향으로 회전시킬 때 스톱퍼가 작동홈부로부터 빠져나올 수 있도록 상기 스톱퍼의 하부에는 제2스프링을 설치함과 아울러 상기 제2스프링을 압축시킬 수 있게 한 유압라인을 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 파이프 절단장치.
제1항에 있어서, 상기 툴은 절단 바이트와 면취 바이트로 이루어지며, 상기 절단 바이트와 면취 바이트가 상기 베이스상에 소정 간격을 이루게 설치되는 이동블록에 각각 설치됨을 특징으로 하는 파이프 절단장치.