KR101081505B1 - 금속재 벨로우즈관 및 이의 성형방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주름부의 어느 한 단부에 말단 확관부가 형성되는 금속재 벨로우즈관 및 상기 말단 확관부를 성형하기 위해, 주름부를 성형한 후, 산부의 외경과 같은 내경을 가진 성형링을 피가공 파이프에 끼워, 상기 성형링을 제 1 금형과 제 2 금형 사이에 배치하고, 제 1 금형과 제 2 금형의 간격을 조정함으로써, 피가공 파이프에 수압을 가해 제 1 금형과 제 2 금형 사이에 벌징부를 형성하고, 벌징부의 측부를 제 1 및 제 2 금형이 가압하여 성형링의 내경과 같은 크기의 말단 확관부를 성형하는 금속재 벨로우즈관 성형방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 금속재 벨로우즈관 성형방법은 주름부(11)의 성형이 완료되면, 제 1 금형(110)은 닫힌 상태를 유지하고 제 2 금형(120)을 오픈한 상태에서, 피가공 파이프(P)의 외경(D3)보다 큰 내경(d4)을 가진 성형링(150)을 피가공 파이프(P)에 끼우는 단계와, 상기 성형링(150)이 제 1 금형(110)과 제 2 금형(120) 사이에 배치되도록, 제 2 금형(120)을 이용하여 제 1 금형(110)과 제 2 금형(120)의 간격(C1)을 조정하고, 제 2 금형(120)을 클로즈하는 단계와, 제 1 금형(110)과 제 2 금형(120) 사이의 피가공 파이프(P)가 방사상으로 팽창되어, 피가공 파이프(P)에 벌징부(17)가 형성되도록, 노즐(140)에서 피가공 파이프(P)로 수압을 가하는 단계와, 피가공 파이프(P)의 벌징부에 작용하는 수압을 제거하고, 제 2 금형(120)이 제 1 금형(110) 쪽으로 이동하여 벌징부의 측면을 가압함으로써, 성형링(150)의 내경과 같은 사이즈의 말단 확관부(12)를 성형하는 단계와, 제 1 및 제 2 금형(110, 120)을 좌측으로 이동시켜, 노즐(140)의 둘레에 배치된 말단 확관부(12)를 이동시키는 단계와, 우측으로 이동된 제 1 및 제 2 금형(110, 120)을 오픈하여 말단 확관부(12)에서 성형링(150)을 제거하는 단계와, 제 1 및 제 2 금형(110, 120)를 원위치로 복귀시킴으로써, 주름관 성형을 위한 준비단계를 완료하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

금속재 벨로우즈관 및 이의 성형방법{METAL BELLOWS PIPE AND METHOD FOR FORMING THEREOF}
본 발명은 주름부의 어느 한 단부에 말단 확관부가 형성되는 금속재 벨로우즈관 및 상기 말단 확관부를 성형하기 위해, 주름부를 성형한 후, 산부의 외경과 같은 내경을 가진 성형링을 피가공 파이프에 끼워, 상기 성형링을 제 1 금형과 제 2 금형 사이에 배치하고, 제 1 금형과 제 2 금형의 간격을 조정함으로써, 피가공 파이프에 수압을 가해 제 1 금형과 제 2 금형 사이에 벌징부를 형성하고, 벌징부의 측부를 제 1 및 제 2 금형이 가압하여 성형링의 내경과 같은 크기의 말단 확관부를 성형하는 금속재 벨로우즈관 성형방법에 관한 것이다.
대한민국 특허 제 10-0333783호(2002년 4월 10일, 등록)에 "금속재 벨로우즈관의 제조방법 및 이를 이용한 금속재 벨로우즈관"이 소개되어 있다.
상기 금속재 벨로우즈관의 제조방법은 피가공파이프를 전,후 및 좌,우방향으로 이동가능한 한 조의 금형에 각각 고정시키는 단계; 상기 금형에 고정된 피가공 파이프내에 수압을 제공하여 피가공파이프의 일부위를 반경방향으로 팽창시키는 단계; 상기 팽창된 피가공파이프의 외측부위에 금형에 의해 축방향으로 압력을 가하도록 상기 금형들을 각각 이동시켜 상기 금형의 형상에 대응하는 복수 굴곡진 주름 형상으로 성형시키는 단계; 상기 금형중 일측 금형을 상기 주름으로 부터 이탈시켜 초기 위치로 복귀시키는 단계; 상기 금형중 타측 금형을 상기 각 주름 피치간의 거리보다 짧은 거리로 일시 후진시킨 후에 상기 주름으로 부터 금형을 이탈시켜 초기위치로 복귀시키는 단계; 및 상기 각 단계들을 반복하여 상기 피가공파이프의 외측면에 주름이 연속적으로 형성된 주름부를 성형시키는 단계로 구성된다.
그러나, 상기와 같은 금속재 벨로우즈관의 제조방법은, 도 1에 도시된 바와같이, 다수개의 산부(3a)와 골부(3b)로 이루어진 주름관부(3)의 양 단부에 골부 직경과 같은 직경을 가진 플랜지부(4, 5)가 형성된 벨로우즈관(1)을 제조하기 때문에, 배관(도시하지 않음)에 벨로우즈관(1)을 연결하기 위해, 상기 플랜지부(4, 5)에 연결 플랜지(6, 7)를 각각 브레이징 용접 방법으로 연결해야 했다.
따라서, 본 발명의 목적은 주름부를 성형하고 주름부의 어느 한 단부에 말단 확관부를 형성하여, 연결 플랜지를 용접으로 연결하지 않고도 상기 말단 확관부를 배관에 연결할 수 있는 금속재 벨로우즈관을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 상기와 같은 말단 확관부를 성형하기 위해, 주름부를 성형한 후, 산부의 외경과 같은 내경을 가진 성형링을 피가공 파이프에 끼워, 상기 성형링을 제 1 금형과 제 2 금형 사이에 배치하고, 제 1 금형과 제 2 금형의 간격을 조정함으로써, 피가공 파이프에 수압을 가해 제 1 금형과 제 2 금형 사이에 벌징부를 형성하고, 벌징부의 측부를 제 1 및 제 2 금형이 가압하여 성형링의 내경과 같은 크기의 말단 확관부를 성형하는 금속재 벨로우즈관 성형방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 성형링이 다각형으로 만들어, 말단 확관부가 성형링의 형상과 같은 사각형, 오각형, 육각형 등의 다각형 형상으로 형성되는 금속재 벨로우즈관 및 이의 성형방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 금속재 벨로우즈관은 산부와 골부를 포함하는 다수개의 주름부가 형성되고, 주름부의 일단에 산부와 같은 직경을 가지며 산부의 폭에 비해 상대적으로 넓은 폭을 갖는 말단 확관부가 형성되 고, 주름부의 타단에 골부와 같은 직경을 가진 플랜지부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 말단 확관부는 원형 또는 다각형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 금속재 벨로우즈관의 성형방법은 주름부의 성형이 완료되면, 제 1 금형이 닫힌 상태를 유지하고 제 2 금형을 오픈한 상태에서, 피가공 파이프의 외경보다 큰 내경을 가진 성형링을 피가공 파이프에 끼우는 단계와,
상기 성형링이 제 1 금형과 제 2 금형 사이에 배치되도록, 제 2 금형을 이용하여 제 1 금형과 제 2 금형의 간격을 조정하고, 제 2 금형을 클로즈하는 단계와,
제 1 금형과 제 2 금형 사이의 피가공 파이프가 방사상으로 팽창되어, 피가공 파이프에 벌징부가 형성되도록, 노즐에서 피가공 파이프로 수압을 가하는 단계와,
피가공 파이프의 벌징부에 작용하는 수압을 제거하고, 제 2 금형이 제 1 금형 쪽으로 이동하여 벌징부의 측면을 가압함으로써, 성형링의 내경과 같은 사이즈의 말단 확관부를 성형하는 단계와,
제 1 및 제 2 금형을 좌측으로 이동시켜, 노즐의 둘레에 배치된 말단 확관부를 이동시키는 단계와,
우측으로 이동된 제 1 및 제 2 금형을 오픈하여 말단 확관부에서 성형링을 제거하는 단계와,
제 1 및 제 2 금형를 원위치로 복귀시킴으로써, 주름관 성형을 위한 준비단계를 완료하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 성형링은 내경이 주름부의 외경과 같은 것을 특징으로 한다.
상기 성형링은 원형 또는 다각형 형상인 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 본 발명에 따른 금속재 벨로우즈관 및 이의 성형방법은 주름부의 일측단에 말단 확관부가 형성되어, 배관 연결시 연결 플랜지없이도 말단 확관부를 배관에 연결할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 금속재 벨로우즈관(10)은 산부(11a)와 골부(11b)를 포함하는 다수개의 주름부(11)가 형성되고, 주름부(11)의 일단에 산부(11a)와 같은 직경(D1)을 가지며 산부(11a)의 폭(W1)에 비해 상대적으로 넓은 폭(W2)을 갖는 말단 확관부(12)가 형성되고, 주름부(11)의 타단에 골부(11b)와 같은 직경(d2)을 가진 플랜지부(13)가 형성된다.
상기 말단 확관부(12)는 도 2에 도시된 원형뿐만 아니라 도 5의 (가)에 도시된 것처럼 육각형 등 다각형으로 형성될 수 있고, 도 5의 (나)에 도시된 것처럼 오목홈(12a)이 형성되거나 도 5의 (다)에 도시된 것처럼 볼록부(12b)가 형성될 수 있다.
상기 오목홈(12a) 및 볼록부(12b)의 내측에 형성된 홈에는 배관 연결시 C-링 등이 장착될 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 금속재 벨로우즈관(10)은, 배관을 연결하기 위해 별도의 플랜지관을 연결하지 않아도, 말단 확관부(12)에 배관(20)의 단부를 끼우고, 브레이징 용접 등의 방법으로 연결할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 금속재 벨로우즈관을 성형하는 방법을 도 7 내지 도 10을 참조하여 설명하기로 한다.
도 7에 도시된 바와같이, 노즐(140)에서 피가공 파이프(P)로 공급되는 수압 및 제 1 금형(110)과 제 2 금형(120)을 이용하여, 피가공 파이프(P)에 산부(11a)와 골부(11b)를 포함하는 다수개의 주름부(11)를 성형한다.
상기 주름부(11)를 성형하는 방법은 대한민국 특허 제 10-0333783호(발명의 명칭 : 금속재 벨로우즈관의 제조방법 및 이를 이용한 금속재 벨로우즈관)에 자세하게 소개되어 있다. 즉, 수관(130)의 단부에 노즐(140)이 장착되어, 수관(130)을 통해 노즐(140)에서 분사되는 수압에 의해 제 1 금형(110)과 제 2 금형(120) 사이에 배치된 피가공 파이프(P)가 방사상으로 부풀어 올라 벌징부(도시하지 않음)가 형성되고, 제 2 금형(120)이 제 1 금형(110) 쪽으로 이동하면서 벌징부의 측부를 가압함으로써, 1개의 주름이 형성된다. 이후, 고정된 노즐(120)에 대해 제 1 금형(110)과 제 2 금형(120)이 동시에 화살표(135)와 같이 좌측 방향으로 이동됨으로써, 성형된 주름부(11)가 노즐(140)에서 좌측으로 이동되고, 이후, 다음 주름을 성 형할 수 있도록, 제 1 금형(110) 및 제 2 금형(120)이 오픈된 상태에서 노즐(140)이 배치된 원위치로 리턴된 후, 피가공 파이프(P)의 둘레에 클로즈(closed)된다. 이후, 위에서 설명한 공정을 반복하여 다수개의 주름을 성형한다.
이후, 주름부(11)의 성형이 완료되면, 도 8에 도시된 바와같이, 제 1 금형(110)은 닫힌 상태를 유지하고 제 2 금형(120)을 오픈한 상태에서, 피가공 파이프(P)의 외경(D3)보다 큰 내경(d4)을 가진 성형링(150)을 피가공 파이프(P)에 끼운다.
상기 성형링(150)은 내경(d4)이 주름부(11)의 외경(D5)과 같은 것이 바람직하며, 도 9의 (가)에 도시된 원형뿐만 아니라 도 9의 (나)에 도시된 육각형 등 다각형 형상으로 형성될 수 있으며, 도 9의 (다)에 도시된 것처럼 내주면에 돌기부(151)가 형성되거나, 도 9의 (라)에 도시된 것처럼 내주면에 오목홈(152)이 형성된다. 상기 성형링(150)이 다각형일 경우, 성형링(150)에 의해 성형되는 말단 확관부(12)가 도 5의 (가)에 도시된 것처럼 육각형 등 다각형으로 성형되고, 도 9의 (다) 또는 도 9의 (라)와 같이 성형링(150)에 돌기부(151) 또는 오목홈(152)이 형성될 경우, 도 5의 (나) 또는 (다)에 도시된 것처럼 말단 확관부(12)에 오목홈(12a) 또는 볼록부(12b)가 형성된다.
이후, 도 10에 도시된 바와같이, 상기 성형링(150)이 제 1 금형(110)과 제 2 금형(120) 사이에 배치되도록, 제 2 금형(120)을 이용하여 제 1 금형(110)과 제 2 금형(120)의 간격(C1)을 조정하고, 제 2 금형(120)을 클로즈한다.
이후, 도 11에 도시된 바와같이, 노즐(140)에서 피가공 파이프(P)로 수압을 가함으로써, 제 1 금형(110)과 제 2 금형(120) 사이의 피가공 파이프(P)가 방사상으로 팽창되어, 피가공 파이프(P)에 벌징부(17)가 형성된다.
이후, 도 12에 도시된 바와같이, 피가공 파이프(P)의 벌징부에 작용하는 수압을 제거하고, 제 2 금형(120)이 제 1 금형(110) 쪽으로 이동하여 벌징부의 측면을 가압함으로써, 성형링(150)의 내경과 같은 사이즈의 말단 확관부(12)를 성형한다.
이후, 도 13에 도시된 바와같이, 제 1 및 제 2 금형(110, 120)을 좌측으로 이동시켜, 노즐(140)의 둘레에 배치된 말단 확관부(12)를 이동시킨다.
이후, 도 14에 도시된 바와같이, 우측으로 이동된 제 1 및 제 2 금형(110, 120)을 오픈하여 말단 확관부(12)에서 성형링(150)을 제거한다.
이후, 제 1 및 제 2 금형(110, 120)를 원위치로 복귀시킴으로써, 주름관 성형을 위한 준비단계를 완료한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 금속재 벨로우즈관의 성형방법에 의해, 도 15에 도시된 것과 같이, 피가공 파이프(P)에 주름부(11), 말단 확관부(12) 및 연결부(13)가 반복적으로 형성됨으로써, 연결부(13)와 말단 확관부(12)를 절단하여 본 발명에 따른 금속재 벨로우즈관(10)을 완성한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 금속재 벨로우즈관의 성형방법은 종래기술에 성형할 수 없었던 말단 확관부(12)가 형성된 금속재 벨로우즈관(10)을 성형할 수 있는 특징을 갖는다.
도 1은 종래의 금속재 벨로우즈관을 도시한 단면도
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 금속재 벨로우즈관을 도시한 사시도
도 4는 본 발명에 따른 금속재 벨로우즈관을 도시한 단면도
도 5는 본 발명에 따른 금속재 벨로우즈관의 말단 확관부가 다각형으로 형성된 예를 도시한 사시도
도 6은 본 발명에 따른 금속재 벨로우즈관의 말단 확관부가 배관에 연결되는 예를 개략적으로 도시한 단면도
도 7 내지 도 14는 본 발명에 따른 금속재 벨로우즈관의 말단 확관부 성형 사정을 도시한 공정도
도 15는 본 발명에 따른 금속재 벨로우즈관의 성형방법에 의해 피가공 파이프가 성형된 예를 도시한 단면도

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 주름부(11)의 성형이 완료되면, 제 1 금형(110)은 닫힌 상태를 유지하고 제 2 금형(120)을 오픈한 상태에서, 피가공 파이프(P)의 외경(D3)보다 큰 내경(d4)을 가진 성형링(150)을 피가공 파이프(P)에 끼우는 단계와,
    상기 성형링(150)이 제 1 금형(110)과 제 2 금형(120) 사이에 배치되도록, 제 2 금형(120)을 이용하여 제 1 금형(110)과 제 2 금형(120)의 간격(C1)을 조정하고, 제 2 금형(120)을 클로즈하는 단계와,
    제 1 금형(110)과 제 2 금형(120) 사이의 피가공 파이프(P)가 방사상으로 팽창되어, 피가공 파이프(P)에 벌징부(17)가 형성되도록, 노즐(140)에서 피가공 파이프(P)로 수압을 가하는 단계와,
    피가공 파이프(P)의 벌징부에 작용하는 수압을 제거하고, 제 2 금형(120)이 제 1 금형(110) 쪽으로 이동하여 벌징부의 측면을 가압함으로써, 성형링(150)의 내경과 같은 사이즈의 말단 확관부(12)를 성형하는 단계와,
    제 1 및 제 2 금형(110, 120)을 좌측으로 이동시켜, 노즐(140)의 둘레에 배치된 말단 확관부(12)를 이동시키는 단계와,
    우측으로 이동된 제 1 및 제 2 금형(110, 120)을 오픈하여 말단 확관부(12)에서 성형링(150)을 제거하는 단계와,
    제 1 및 제 2 금형(110, 120)를 원위치로 복귀시킴으로써, 주름관 성형을 위한 준비단계를 완료하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 금속재 벨로우즈관의 성형방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 성형링(150)은 내경(d4)이 주름부(11)의 외경(D5)과 같은 것을 특징으로 하는 금속재 벨로우즈관의 성형방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 성형링(150)은 원형 또는 다각형 형상이거나, 내주면에 돌기부(151) 또는 오목홈(152)이 형성되는 것을 특징으로 하는 금속재 벨로우즈관의 성형방법.
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