KR101090352B1 - 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치 및 롤 포밍 레벨링 방법 - Google Patents

성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치 및 롤 포밍 레벨링 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치 및 롤 포밍 레벨링 방법에 관한 것으로서, 특히 롤 포밍 성형공정 라인 상의 롤 포머 유니트 후방에 설치되어 상기 롤 포머 유니트로부터 공급되는 성형빔을 안내하는 가이드 유니트와; 상기 가이드 유니트에 부착되고, 상기 가이드 유니트로부터 공급되는 성형빔의 절곡면에 압력을 가하여 배출하는 레벨링 유니트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면 롤 포머 유니트로부터 배출되는 성형빔의 절곡면에 가압 롤러를 이용하여 압력을 가하여 성형 응력의 축적을 고르게 분포시킴으로써 스프링 백 발생을 미연에 방지할 수 있고, 롤 포머 유니트으로부터 배출되는 성형빔의 절곡면에 가압 롤러를 이용하여 압력을 가하여 동일한 성형 응력을 받게 함으로써 제품의 뒤틀림 발생을 미연에 방지하고, 제품의 평행도를 유지할 수 있다.
롤포머, 성형빔, 레벨링, 가압, 뒤틀림, 평행도, 성형 응력

Description

성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치 및 롤 포밍 레벨링 방법{ROLL FORMING LEVELING APPARATUS FOR ELIMINATING SPRINGBACK OF SHAPED BEAM, AND THE METHOD THEREOF}
본 발명은 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치 및 롤 포밍 레벨링 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 롤 포머 유니트으로부터 배출되는 성형빔의 절곡면에 가압 롤러를 이용하여 압력을 가하여 성형응력의 축적을 고르게 분포시킴과 동시에 동일한 성형 응력을 받게하도록 하는 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치 및 롤 포밍 레벨링 방법에 관한 것이다.
산업의 고도화와 전문화에 의해 더욱 다양하고 복잡한 형상의 성형빔의 수요를 창출하게 되었다. 현재 자동차, 건축, 사무용 및 가정용 가구, 의료, 기차, 항공기, 열교환기 및 공조 냉동 분야 등 광범위한 영역에서 중요하게 사용되고 있다.
이러한 직선타입의 성형빔은 상부 롤과 하부 롤로 구성되는 롤 포머가 10단 이상으로 일렬 배치되어 공급되는 패널을 다양한 형상으로 절곡하여 성형하는 롤 포밍 장치에 의해 이루어진다.
이러한 롤 포밍 장치는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 공급되는 코일(1)을 풀 어주는 언코일러(2)가 공정라인 전방에 구성되고, 상기 언코일러(2)로부터 풀려 나온 띠상의 강판을 평판의 띠상 강판패널(3)로 펴주는 스트레이트너(4)가 그 후방에 구비된다.
그리고 상기 스트레이트너(4)의 후방에는 스트레이트너(4)로부터 공급된 띠상 강판패널(3)에, 성형될 빔류의 조립을 위한 여러 용도의 홀을 성형하는 브레이크 프레스(5)가 구비된다. 여기에서, 브레이크 프레스(5)는 선택 사항으로 홀이 필요없는 경우 미설치될 수도 있다.
또한, 상기한 10단 이상의 롤 포머(R1~R10; 일부 미도시)들로 구성되는 롤 포머 유니트(R)은 상기 브레이크 프레스(15)의 후방에 일렬로 배치되어 상기 언코일러(11), 스트레이트너(13), 및 브레이크 프레스(15)를 거쳐 공급되는 띠상의 강판패널(1)을 순차적으로 절곡 성형하여 얻고자 하는 성형빔의 형상으로 롤 포밍 성형하게 된다. 여기에서, 롤 포머 유니트(R)의 후단에는 성형빔을 일정 길이로 절단하는 커터(미도시)가 설치될 수도 있다.
그러나, 상기의 성형빔, 즉 제품을 절단하면 배출 방향의 절단면은 벌어지고, 반대 방향의 절단면은 좁아지는 문제점이 발생하는 데, 이러한 현상을 스프링 백(SPRING BACK)이라 하며, 스프링 백의 주된 원인은 포밍시 성형응력의 축적으로 발생한다.
또한, 제품이 좌, 우대칭의 형상을 갖지 않는 경우 성형 응력이 좌, 우 다르게 분포하기 때문에 포밍 장치에서 배출시 뒤틀림 현상이 발생하는 문제점이 있다.
또, 포밍시 제품 자체의 하중 또는 상하/좌우로 다른 성형 응력을 받게되어 생산된 제품의 길이 방향의 평행도가 불량, 즉 상하 또는 좌우 방향으로 꺽이는 현상이 발생하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 국내특허등록공보 10-0851779호(롤 포밍 성형빔의 교정장치)가 개발되었다.
상기 롤 포밍 성형빔의 교정장치는 롤 포머 유니트(R)의 후방에 설치되고, 성형빔이 교정틀의 교정홀을 통과하면서 뒤틀림이 바로잡혀 치수 정밀도를 높이게 된다.
그러나, 이러한 종래의 상기 롤 포밍 성형빔의 교정장치는 단순히 성형빔과 동일 형상을 갖는 교정홀을 통과시켜 뒤틀림만을 잡기 때문에 성형 응력에 의한 스프링 백 발생을 제거하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 롤 포머 유니트로부터 배출되는 성형빔의 절곡면에 가압 롤러를 이용하여 압력을 가하여 성형 응력의 축적을 고르게 분포시킴으로써 스프링 백 발생을 미연에 방지하도록 하는 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치 및 롤 포밍 레벨링 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 롤 포머 유니트로부터 배출되는 성형빔의 절곡면에 가압 롤러를 이용하여 압력을 가하여 동일한 성형 응력을 받게 함으로써 제품의 뒤틀림 발생을 미연에 방지하고, 제품의 평행도를 유지하도록 하는 성형빔의 스프링 백 제거 를 위한 롤 포밍 레벨링 장치 및 롤 포밍 레벨링 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,
롤 포밍 성형공정 라인 상의 롤 포머 유니트 후방에 설치되어 상기 롤 포머 유니트로부터 공급되는 성형빔을 안내하는 가이드 유니트와; 상기 가이드 유니트에 부착되고, 상기 가이드 유니트로부터 공급되는 성형빔의 절곡면에 압력을 가하여 배출하는 레벨링 유니트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 가이드 유니트는 베이스 플레이트와; 상기 베이스 플레이트의 양측면에 설치되어 상기 베이스 플레이트를 고정하는 가이드 레일과; 상기 베이스 플레이트에 고정되는 메인 프레임과; 상기 메인 프레임의 상단을 관통하는 승하강 볼스크류에 구비된 핸들에 의해 승하강되며, 중앙부에 상기 성형빔을 가이드하는 가이드 블록이 구비되는 승하강 프레임과; 링 형상의 원판으로 이루어지고, 일측면에 라운드 형상의 웜휠이 결합되며, 상기 승하강 프레임에서 좌우로 회전 가능하도록 설치되는 조인트 플레이트와; 상기 승하강 프레임에 결합되고, 상기 조인트 플레이트의 웜휠과 치합되는 웜을 구비하며, 일단에 구비된 핸들에 의해 회전되어 상기 조인트 플레이트를 좌우로 회전시키는 틸팅용 볼스크류; 및 상기 메인 프레임의 일측면에 결합되고, 핸들을 구비하며, 상기 핸들에 의해 상기 메인 프레임을 좌우로 슬라이딩시켜 상기 베이스 플레이트를 상기 가이드 레일을 따라 좌우로 슬라이딩시키는 슬라이딩용 볼스크류를 포함한다.
여기에서 또한, 상기 레벨링 유니트는 상기 가이드 유니트의 조인트 플레이트에 결합되는 하우징과; 상기 하우징의 내측에서 회전 가능하도록 설치되고, 상기 성형빔의 상면 외측과 접촉되어 상기 성형빔에 하방향으로 압력을 가하도록 복수의 제 1수평 가압 롤러가 동일 선상으로 설치되는 제 1수평 가압 롤러부와; 상기 제 1수평 가압 롤러부와 일정 거리 이격되어 상기 하우징 내측에서 회전 가능하도록 설치되고, 상기 성형빔의 상면 내측과 접촉되어 상기 성형빔에 상방향으로 압력을 가하도록 복수의 제 2수평 가압 롤러가 동일 선상으로 설치되는 제 2수평 가압 롤러부와; 상기 제 1, 2수평 가압 롤러부의 후방인 상기 하우징 내측에서 회전 가능하도록 설치되어 상기 제 1, 2수평 가압 롤러부를 통해 배출되는 상기 성형빔의 측면 외측과 접촉되어 상기 성형빔에 일측방향으로 압력을 가하도록 복수의 제 1수직 가압 롤러가 동일 선상으로 설치되는 제 1수직 가압 롤러부; 및 상기 제 1수직 가압 롤러부와 일정 거리 이격되어 상기 하우징 내측에서 회전 가능하도록 설치되고, 상기 성형빔의 측면 내측과 접촉되어 상기 성형빔에 타측방향으로 압력을 가하도록 복수의 제 2수직 가압 롤러가 동일 선상으로 설치되는 제 2수직 가압 롤러부로 이루어진다.
여기에서 또, 상기 하우징은 상기 성형빔이 관통하도록 전면과 후면이 개방되고, 다수의 패널이 결합되어 직육면체 형상으로 형성되는 본체와; 상기 본체의 내측 후방 양단에서 길이 방향으로 설치되어 상기 제 1수평 가압 롤러부가 고정되는 사이드 패널과; 상기 본체의 내측 후방 중앙에서 길이 방향으로 설치되어 상기 제 2수평 가압 롤러부의 샤프트가 고정되도록 복수의 제 1샤프트홀이 구비되고, 상 기 제 1수평 가압 롤러부의 샤프트가 삽입되도록 "U"자 형태의 샤프트 안착홀을 구비하는 제 1미들 패널과; 상기 본체의 내측 전방 중앙에서 길이 방향으로 설치되는 제 2미들 패널과; 상기 제 2미들 패널과 수평하게 결합되고, 상기 제 2수직 가압 롤러부가 결합되도록 상기 제 2수직 가압 롤러부의 샤프트가 관통 고정되는 복수의 제 2샤프트홀이 구비되는 수평 패널로 이루어진다.
여기에서 또, 상기 본체는 상면 전방과 이와 대응되는 저면 전방에 복수의 "U"형태의 제 1결합홈을 구비하고, 상기 제 1결합홈에 제 3샤프트홀을 구비하는 제 1샤프트 고정 블록이 결합되고, 상기 제 1샤프트 고정 블록에 상기 제 1수직 가압 롤러의 샤프트가 결합된다.
여기에서 또, 상기 사이드 패널은 상단에 복수의 "U"형태의 제 2결합홈을 구비하고, 상기 제 2결합홈에 제 4샤프트홀을 구비하는 제 2샤프트 고정 블록이 결합되고, 상기 제 2샤프트 고정 블록에 상기 제 1수평 가압 롤러의 샤프트가 결합된다.
여기에서 또, 상기 제 1, 2샤프트 고정 블록은 상단에 "철(凸)"자 형태의 걸림홀이 구비되고, 상기 걸림홀과 결합되는 볼트에 의해 상기 제 1결합홈 또는 제 2결합홈에서 이동된다.
여기에서 또, 상기 제 1, 2수평 가압 롤러 및 제 1, 2수직 가압 롤러는 그 접촉면이 상기 성형빔의 절곡면과 면접되도록 서로 대칭되는 형태로 형성된다.
여기에서 또, 상기 제 1수평 가압 롤러부 및 제 1수직 가압 롤러부는 각각의 제 1수평 가압 롤러 및 제 1수직 가압 롤러가 N개(N=정수)로 이루어지고, 상기 제 2수평 가압 롤러부 및 제 2수직 가압 롤러부는, 각각의 제 2수평 가압 롤러 및 제 2수직 가압 롤러가 N+1(N=정수) 또는 N-1(N=정수)로 이루어진다.
여기에서 또, 상기 제 2수평 가압 롤러부의 제 2수평 가압 롤러는 그 샤프트의 중심점이 상기 제 1수평 가압 롤러의 샤프트 중심점과 경사를 가지며 대향되어 서로 어긋나게 배치된다.
여기에서 또, 상기 제 2수직 가압 롤러부의 제 2수직 가압 롤러는 그 샤프트의 중심점이 상기 제 1수직 가압 롤러의 샤프트 중심점과 경사를 가지며 대향되어 서로 어긋나게 배치된다.
여기에서, 상기 제 1수평 가압 롤러부의 제 1수평 가압 롤러는 그 상단에 하중을 지지하는 백업 롤러가 더 구비된다.
본 발명의 다른 특징은,
공정라인 상에서 언코일러를 통하여 성형용으로 공급할 코일을 풀어주는 언코일 공정과; 상기 언코일러의 후방에 구성되는 스트레이트너를 통하여 언코일 공정으로부터 풀려 나온 띠상의 강판을 평판의 띠상 강판패널로 펴주는 스트레이트닝 공정과; 상기 스트레이트너 후방에 구성되는 다단계의 롤 포머를 통하여 상기 스트레이트닝 공정으로부터 공급되는 강판패널을 순차적으로 절곡 성형하여 성형빔으로 롤 포밍 성형하는 롤 포밍 공정과; 상기 다단의 롤 포머의 후방에서 다수개의 가압 롤러로 구성되는 레벨링 유니트를 통하여 상기 롤 포밍 공정으로부터 공급되는 상기 성형빔에 성형 응력을 가하는 레벨링 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서 또한, 상기 레벨링 공정은 상기 성형빔의 절곡면에 성형 응력을 가 한다.
여기에서 또, 상기 레벨링 유니트의 가압 롤러는 상기 성형빔의 절곡면이 배출되는 거리로 상호 이격되어 상하 또는 좌우로 배열되되, 서로 어긋나게 배치된다.
여기에서 또, 상기 레벨링 유니트의 가압 롤러는 상기 성형빔의 절곡면과 면접되도록 서로 대칭되는 형태로 형성된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명인 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치 및 롤 포밍 레벨링 방법에 따르면, 롤 포머 유니트로부터 배출되는 성형빔의 절곡면에 가압 롤러를 이용하여 압력을 가하여 성형 응력의 축적을 고르게 분포시킴으로써 스프링 백 발생을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 롤 포머 유니트으로부터 배출되는 성형빔의 절곡면에 가압 롤러를 이용하여 압력을 가하여 동일한 성형 응력을 받게 함으로써 제품의 뒤틀림 발생을 미연에 방지하고, 제품의 평행도를 유지할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고 려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치의 구성을 나타낸 개요도이고, 도 3은 본 발명에 따른 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치의 구성을 나타낸 측면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치중 가이드 유니트의 구성을 나타낸 정면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치중 가이드 유니트의 구성을 나타낸 평면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치중 레벨링 유니트의 구성을 나타낸 평면도이고, 도 7은 도 6의 A-A 단면도이며, 도 8은 도 6의 B-B 단면도이고, 도 9는 본 발명에 따른 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치중 레벨링 유니트의 구성을 나타낸 사시도이며, 도 10은 본 발명에 따른 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치중 레벨링 유니트의 구성을 나타낸 분해 사시도이고, 도 11은 본 발명에 따른 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치중 레벨링 유니트 하우징의 구성을 나타낸 분해 사시도이며, 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치중 레벨링 유니트 하우징의 구성을 나타낸 분해 사시도이고, 도 13는 본 발명의 다른 실시예에 따른 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치중 레벨링 유니트 하우징의 구성을 나타낸 측단면도이며, 도 14는 본 발명에 따른 성 형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치에 공급되는 성형빔의 일례를 나타낸 사시도이다.
도 3 내지 도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치(10)는 가이드 유니트(100)와, 레벨링 유니트(200)로 이루어진다.
먼저, 가이드 유니트(100)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 베이스 플레이트(110)와, 가이드 레일(120)과, 메인 프레임(130)과, 승하강 프레임(140)과, 조인트 플레이트(150)와, 틸팅용 볼스크류(160)와, 슬라이딩용 볼스크류(170)로 구성된다.
베이스 플레이트(110)는 롤 포밍 성형공정 라인 상의 롤 포머 유니트(R) 후방에 설치된다.
가이드 레일(120)은 베이스 플레이트(110)가 슬라이딩되도록 "??"자 형태로 절곡되어 베이스 플레이트(110)의 양측면에 설치 고정된다.
메인 프레임(130)은 사각 프레임 형태로 베이스 플레이트(110)에 고정된다.
승하강 프레임(140)은 핸들(141)을 구비하며 메인 프레임(130)의 상단을 관통하여 형성된 승하강 볼스크류(143)를 구비하며, 핸들(141)의 회전에 따라 승하강되며, 중앙부에 성형빔(101)을 가이드하는 가이드 블록(145)이 구비된다. 여기에서, 가이드 블록(145)은 성형빔(101)의 형상에 따라 변경 가능하다. 또한, 성형빔(101)은 도 14에 도시된 바와 같이 기준면(103)을 중심으로 절곡되는 다수의 절곡면(105)으로 이루어진다.
조인트 플레이트(150)는 링 형상의 원판으로 이루어지고, 일측면에 라운드 형상의 웜휠(151)이 결합되며, 승하강 프레임(140)에서 좌우로 회전 가능하도록 설치된다.
틸팅용 볼스크류(160)는 승하강 프레임(140)에 결합되고, 조인트 플레이트(150)의 웜휠(151)과 치합되는 웜(161)을 구비하며, 일단에 구비된 핸들(163)에 의해 회전되어 조인트 플레이트(150)를 좌우로 회전시킨다.
슬라이딩용 볼스크류(170)는 메인 프레임(130)의 일측면에 결합되며, 핸들(171)을 구비하여 핸들(171)에 의해 메인 프레임(130)을 좌우로 슬라이딩시켜 베이스 플레이트(110)를 가이드 레일(120)을 따라 좌우로 슬라이딩시킨다.
그리고, 레벨링 유니트(200)는 도 6 내지 도 11에 도시된 바와 같이 하우징(210)과, 제 1수평 가압 롤러부(220)와, 제 2수평 가압 롤러부(230)와, 제 1수직 가압 롤러부(240)와, 제 2수직 가압 롤러(250)로 구성된다.
하우징(210)은 성형빔(101)이 관통하도록 전면과 후면이 개방되고, 다수의 패널이 결합되어 직육면체 형상으로 형성되며, 가이드 유니트(100)의 조인트 플레이트(150)에 결합되는 본체(211)와, 본체(211)의 내측 후방 양단에서 길이 방향으로 설치되어 하기에서 설명할 제 1수평 가압 롤러(223)가 고정되는 사이드 패널(213)과, 본체(211)의 내측 후방 중앙에서 길이 방향으로 설치되어 하기에서 설명할 제 2수평 가압 롤러(233)의 샤프트(231)가 고정되도록 복수의 제 1샤프트홀(215-1)이 구비되고, 제 1수평 가압 롤러(223)의 샤프트(221)가 삽입되도록 "U" 자 형태의 샤프트 안착홀(215-3)을 구비하는 제 1미들 패널(215)과, 본체(211)의 내측 전방 중앙에서 길이 방향으로 설치되는 제 2미들 패널(217)과, 제 2미들 패널(217)과 수평하게 결합되고, 제 2수직 가압 롤러(253)가 결합되도록 제 2수직 가압 롤러(253)의 샤프트(251)가 관통 고정되는 복수의 제 2샤프트홀(219-1)이 구비되는 수평 패널(219)로 이루어진다.
이때, 본체(211)는 상면 전방과 이와 대응되는 저면 전방에 복수의 "U"형태의 제 1결합홈(211-1)을 구비하고, 제 1결합홈(211-1)에 제 3샤프트홀(261)을 구비하는 제 1샤프트 고정 블록(260)이 결합되고, 제 1샤프트 고정 블록(260)에 제 1수직 가압 롤러(243)의 샤프트(241)가 결합된다.
또한, 사이드 패널(213)은 상단에 복수의 "U"형태의 제 2결합홈(213-1)을 구비하고, 제 2결합홈(213-1)에 제 4샤프트홀(271)을 구비하는 제 2샤프트 고정 블록(270)이 결합되고, 제 2샤프트 고정 블록(270)에 제 1수평 가압 롤러(223)의 샤프트(221)가 결합된다.
또, 제 1, 2샤프트 고정 블록(260, 270)은 상단에 "철(凸)"자 형태의 걸림홀(263, 273)이 구비되고, 걸림홀(263, 273)과 결합되는 볼트(280)에 의해 제 1결합홈(211-1) 또는 제 2결합홈(213-1)에서 이동된다.
제 1수평 가압 롤러부(220)는 하우징(210)의 내측에서 샤프트(221)에 의해 회전 가능하도록 설치되고, 성형빔(101)의 상면 외측과 접촉되어 성형빔(101)에 하방향으로 압력을 가하도록 복수의 제 1수평 가압 롤러(223)가 동일 선상으로 설치된다.
제 2수평 가압 롤러부(230)는 제 1수평 가압 롤러부(220)와 일정 거리 이격되어 하우징(210) 내측에서 샤프트(231)에 의해 회전 가능하도록 설치되고, 성형빔(101)의 상면 내측과 접촉되어 성형빔(101)에 상방향으로 압력을 가하도록 복수의 제 2수평 가압 롤러(233)가 동일 선상으로 설치된다.
제 1수직 가압 롤러부(240)는 제 1, 2수평 가압 롤러부(220, 230)의 후방인 하우징(210) 내측에서 샤프트(241)에 의해 회전 가능하도록 설치되어 제 1, 2수평 가압 롤러부(220, 230)를 통해 배출되는 성형빔(101)의 측면 외측과 접촉되어 성형빔(101)에 일측방향으로 압력을 가하도록 복수의 제 1수직 가압 롤러(243)가 동일 선상으로 설치된다.
제 2수직 가압 롤러부(250)는 제 1수직 가압 롤러부(240)와 일정 거리 이격되어 하우징 내측에서 샤프트(251)에 의해 회전 가능하도록 설치되고, 성형빔(101)의 측면 내측과 접촉되어 성형빔(101)에 타측방향으로 압력을 가하도록 복수의 제 2수직 가압 롤러(253)가 동일 선상으로 설치된다. 여기에서, 제 2수직 가압 롤러(253)는 샤프트(251)가 하우징(210)의 수평 패널(219)에 수직으로 결합되기 때문에 수평 패널(219)을 중심으로 상하단에 나뉘어 설치된다.
이때, 제 1, 2수평 가압 롤러(223, 233) 및 제 1, 2수직 가압 롤러(243, 253)는 그 접촉면이 성형빔(101)의 절곡면(105)과 면접되도록 서로 대칭되는 형태로 형성된다.
또한, 제 1수평 가압 롤러부(220) 및 제 1수직 가압 롤러부(240)는 각각의 제 1수평 가압 롤러(223) 및 제 1수직 가압 롤러(243)가 N개(N=정수)로 이루어지 고, 제 2수평 가압 롤러부(230) 및 제 2수직 가압 롤러부(250)는, 각각의 제 2수평 가압 롤러(233) 및 제 2수직 가압 롤러(253)가 N+1(N=정수) 또는 N-1(N=정수)로 이루어지는 데, 본 발명에서는 제 1수평 가압 롤러(223) 및 제 1수직 가압 롤러(243)가 2개, 제 2수평 가압 롤러(233) 및 제 2수직 가압 롤러(253)가 3개로 이루어진 도면을 도시하였다.
또, 제 2수평 가압 롤러부(230)의 제 2수평 가압 롤러(233)는 성형빔(101)의 절곡면중 수평면에 상방향과 하방향으로 번갈아가면서 압력이 가해져 성형 응력을 분포시키도록 그 샤프트(231)의 중심점(C2)이 제 1수평 가압 롤러(223)의 샤프트(221)의 중심점(C1)과 경사를 가지며 대향되어 서로 어긋나게 배치되고, 제 2수직 가압 롤러부(250)의 제 2수직 가압 롤러(253)는 성형빔(101)의 절곡면중 수직면에 좌측방향과 우측방향으로 번갈아가면서 압력이 가해져 성형 응력을 분포시키도록 그 샤프트(251)의 중심점(C4)이 제 1수직 가압 롤러(243)의 샤프트(241)의 중심점(C3)과 경사를 가지며 대향되어 서로 어긋나게 배치된다.
한편, 레벨링 유니트(200)는 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 제 1수평 가압 롤러부(220)의 상단부에는 제 1수평 가압 롤러부(220)의 하중을 지지하도록 백업 롤러(290)가 더 구비된다.
백업 롤러(290)는 제 1수평 가압 롤러(223)의 샤프트(221)를 중심으로 양측에서 제 1수평 가압 롤러(223)를 지지하도록 하우징(210)에 설치된다.
이때, 하우징(210)의 본체(211) 측면에는 복수의 "U"형태의 제 1결합홈(211-1)을 더 구비하고, 제 1결합홈(211-1)에 제 3샤프트홀(261)을 구비하는 제 1샤프트 고정 블록(260)이 결합되고, 제 1샤프트 고정 블록(260)에 백업 롤러(290)의 샤프트(291)가 결합된다.
이하, 본 발명에 따른 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치(100)를 롤 포머 유니트(R)의 후방에 설치한다. 이때, 롤 포밍 레벨링 장치(100)의 후단에 커터(미도시)를 설치하는 것이 바람직하다.
그런 다음, 가이드 유니트(100)의 승하강 볼스크류(143)와 틸팅용 볼스크류(160)와, 슬라이딩용 볼스크류(170)를 이용하여 조인트 플레이트(150)를 상하, 좌우로 이동시키고, 틸팅시켜 가이드 블록(145)과 레벨링 유니트(200)가 롤 포머 유니트(R)과 동일 선상으로 위치하도록 한다.
이러한 상태에서 라인이 가동되면 언코일러에서 강판이 풀린다(언코일 공정).
그리고, 상기 강판이 스트레이트너를 통하여 평판의 띠상 강판패널로 형성되어 롤 포머 유니트(R)로 공급된다(스트레이트닝 공정).
그러면, 강판패널이 롤 포머 유니트(R)의 롤 포머를 통과하면서 순차적으로 절곡 성형되어 성형빔(101)으로 배출된다(롤 포밍 공정).
롤 포머로부터 배출된 성형빔은 가이드 유니트(100)의 가이드 블록(145)을 통과하면서 레벨링 유니트(200)로 공급된다(레벨링 공정).
레벨링 유니트(200)로 공급된 성형빔(101)은 하우징(210)의 후방을 통해 인입되고, 제 1수평 가압 롤러부(220)와 제 2수평 가압 롤러부(230)를 통과한다.
그러면, 제 1수평 가압 롤러(221)와 제 2수평 가압 롤러(231)의 중심점이 서로 어긋나도록 배치되어 있기 때문에 성형빔(101)의 절곡면중 수평면이 제 1수평 가압 롤러(221)와 제 2수평 가압 롤러(231)를 순차적으로 통과하면서 접촉되어 가압된다. 이때, 백업 롤러(290)가 설치된 경우 제 1수평 가압 롤러(221)와 제 2수평 가압 롤러(231)는 백업 롤러(290)에 의해 지지되어 그 가압력을 일정하게 유지할 수 있다.
그리고, 다시 성형빔(101)은 제 2수평 가압 롤러부(230)와 동일 선상에 위치한 제 1수직 가압 롤러부(240)와 제 2수직 가압 롤러부(250)를 통과한다.
그러면, 제 1수직 가압 롤러(241)와 제 2수직 가압 롤러(241)의 중심점이 서로 어긋나도록 배치되어 있기 때문에 성형빔(101)의 절곡면중 수직면이 제 1수직 가압 롤러(241)와 제 2수직 가압 롤러(241)와 접촉되어 가압된다.
그리하여, 성형빔(101)의 절곡면중 수평면이 제 1수평 가압 롤러(221)와 제 2수평 가압 롤러(231)를 통과하면서 상하로 압력을 받아 성형 응력이 고르게 분포되고, 연속해서 성형빔(101)의 절곡면중 수직면이 제 1수직 가압 롤러(241)와 제 2수직 가압 롤러(241)를 통과하면서 좌우로 압력을 받아 성형 응력이 고르게 분포됨으로써 스프링 백 및 뒤틀림 발생을 미연에 방지하고, 제품의 평행도를 유지한다.
또한, 본 발명에서는 성형빔이 사각 형태로 절곡된 실시예를 들어 설명하였지만 성형빔의 형상에 따라 수평 가압 롤러만을 사용하거나 수직 가압 롤러만을 사 용할 수도 있다.
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 일반적인 롤 포밍 장치를 나타낸 설명도,
도 2는 본 발명에 따른 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치의 구성을 나타낸 개요도,
도 3은 본 발명에 따른 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치의 구성을 나타낸 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치중 가이드 유니트의 구성을 나타낸 정면도,
도 5는 본 발명에 따른 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치중 가이드 유니트의 구성을 나타낸 평면도,
도 6은 본 발명에 따른 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치중 레벨링 유니트의 구성을 나타낸 평면도,
도 7은 도 6의 A-A 단면도,
도 8은 도 6의 B-B 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치중 레벨링 유니트의 구성을 나타낸 사시도,
도 10은 본 발명에 따른 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치중 레벨링 유니트의 구성을 나타낸 분해 사시도,
도 11은 본 발명에 따른 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치중 레벨링 유니트 하우징의 구성을 나타낸 분해 사시도,
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치중 레벨링 유니트 하우징의 구성을 나타낸 분해 사시도,
도 13는 본 발명의 다른 실시예에 따른 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치중 레벨링 유니트 하우징의 구성을 나타낸 측단면도,
도 14는 본 발명에 따른 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치에 공급되는 성형빔의 일례를 나타낸 사시도.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
101 : 성형빔 100 : 가이드 유니트
110 : 베이스 플레이트 120 : 가이드 레일
130 : 메인 프레임 140 : 승하강 프레임
150 : 조인트 플레이트 160 : 틸팅용 볼스크류
170 : 슬라이딩용 볼스크류 200 : 레벨링 유니트
210 : 하우징 220, 23O : 제 1, 2수평 가압 롤러부
240, 250 : 제 1, 2수직 가압 롤러부

Claims (16)

  1. 삭제
  2. 롤 포밍 성형공정 라인 상의 롤 포머 유니트 후방에 설치되어 상기 롤 포머 유니트로부터 공급되는 성형빔을 안내하는 가이드 유니트와;
    상기 가이드 유니트에 부착되고, 상기 가이드 유니트로부터 공급되는 성형빔의 절곡면에 압력을 가하여 배출하는 레벨링 유니트로 이루어지며,
    상기 가이드 유니트는,
    베이스 플레이트와;
    상기 베이스 플레이트의 양측면에 설치되어 상기 베이스 플레이트를 고정하는 가이드 레일과;
    상기 베이스 플레이트에 고정되는 메인 프레임과;
    상기 메인 프레임의 상단을 관통하는 승하강 볼스크류에 구비된 핸들에 의해 승하강되며, 중앙부에 상기 성형빔을 가이드하는 가이드 블록이 구비되는 승하강 프레임과;
    링 형상의 원판으로 이루어지고, 일측면에 라운드 형상의 웜휠이 결합되며, 상기 승하강 프레임에서 좌우로 회전 가능하도록 설치되는 조인트 플레이트와;
    상기 승하강 프레임에 결합되고, 상기 조인트 플레이트의 웜휠과 치합되는 웜을 구비하며, 일단에 구비된 핸들에 의해 회전되어 상기 조인트 플레이트를 좌우로 회전시키는 틸팅용 볼스크류; 및
    상기 메인 프레임의 일측면에 결합되고, 핸들을 구비하며, 상기 핸들에 의해 상기 메인 프레임을 좌우로 슬라이딩시켜 상기 베이스 플레이트를 상기 가이드 레일을 따라 좌우로 슬라이딩시키는 슬라이딩용 볼스크류를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 레벨링 유니트는,
    상기 가이드 유니트의 조인트 플레이트에 결합되는 하우징과;
    상기 하우징의 내측에서 회전 가능하도록 설치되고, 상기 성형빔의 상면 외측과 접촉되어 상기 성형빔에 하방향으로 압력을 가하도록 복수의 제 1수평 가압 롤러가 동일 선상으로 설치되는 제 1수평 가압 롤러부와;
    상기 제 1수평 가압 롤러부와 일정 거리 이격되어 상기 하우징 내측에서 회전 가능하도록 설치되고, 상기 성형빔의 상면 내측과 접촉되어 상기 성형빔에 상방향으로 압력을 가하도록 복수의 제 2수평 가압 롤러가 동일 선상으로 설치되는 제 2수평 가압 롤러부와;
    상기 제 1, 2수평 가압 롤러부의 후방인 상기 하우징 내측에서 회전 가능하도록 설치되어 상기 제 1, 2수평 가압 롤러부를 통해 배출되는 상기 성형빔의 측면 외측과 접촉되어 상기 성형빔에 일측방향으로 압력을 가하도록 복수의 제 1수직 가 압 롤러가 동일 선상으로 설치되는 제 1수직 가압 롤러부; 및
    상기 제 1수직 가압 롤러부와 일정 거리 이격되어 상기 하우징 내측에서 회전 가능하도록 설치되고, 상기 성형빔의 측면 내측과 접촉되어 상기 성형빔에 타측방향으로 압력을 가하도록 복수의 제 2수직 가압 롤러가 동일 선상으로 설치되는 제 2수직 가압 롤러부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 성형빔이 관통하도록 전면과 후면이 개방되고, 다수의 패널이 결합되어 직육면체 형상으로 형성되는 본체와;
    상기 본체의 내측 후방 양단에서 길이 방향으로 설치되어 상기 제 1수평 가압 롤러부가 고정되는 사이드 패널과;
    상기 본체의 내측 후방 중앙에서 길이 방향으로 설치되어 상기 제 2수평 가압 롤러부의 샤프트가 고정되도록 복수의 제 1샤프트홀이 구비되고, 상기 제 1수평 가압 롤러부의 샤프트가 삽입되도록 "U"자 형태의 샤프트 안착홀을 구비하는 제 1미들 패널과;
    상기 본체의 내측 전방 중앙에서 길이 방향으로 설치되는 제 2미들 패널; 및
    상기 제 2미들 패널과 수평하게 결합되고, 상기 제 2수직 가압 롤러부가 결합되도록 상기 제 2수직 가압 롤러부의 샤프트가 관통 고정되는 복수의 제 2샤프트 홀이 구비되는 수평 패널로 이루어지는 것을 특징으로 하는 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 본체는,
    상면 전방과 이와 대응되는 저면 전방에 복수의 "U"형태의 제 1결합홈을 구비하고, 상기 제 1결합홈에 제 3샤프트홀을 구비하는 제 1샤프트 고정 블록이 결합되고, 상기 제 1샤프트 고정 블록에 상기 제 1수직 가압 롤러의 샤프트가 결합되는 것을 특징으로 하는 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 사이드 패널은,
    상단에 복수의 "U"형태의 제 2결합홈을 구비하고, 상기 제 2결합홈에 제 4샤프트홀을 구비하는 제 2샤프트 고정 블록이 결합되고, 상기 제 2샤프트 고정 블록에 상기 제 1수평 가압 롤러의 샤프트가 결합되는 것을 특징으로 하는 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1, 2샤프트 고정 블록은,
    상단에 "철(凸)"자 형태의 걸림홀이 구비되고, 상기 걸림홀과 결합되는 볼트 에 의해 상기 제 1결합홈 또는 제 2결합홈에서 이동되는 것을 특징으로 하는 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1, 2수평 가압 롤러 및 제 1, 2수직 가압 롤러는,
    그 접촉면이 상기 성형빔의 절곡면과 면접되도록 서로 대칭되는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1수평 가압 롤러부 및 제 1수직 가압 롤러부는,
    각각의 제 1수평 가압 롤러 및 제 1수직 가압 롤러가 N개(N=정수)로 이루어지고,
    상기 제 2수평 가압 롤러부 및 제 2수직 가압 롤러부는,
    각각의 제 2수평 가압 롤러 및 제 2수직 가압 롤러가 N+1(N=정수) 또는 N-1(N=정수)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2수평 가압 롤러부의 제 2수평 가압 롤러는,
    그 샤프트의 중심점이 상기 제 1수평 가압 롤러의 샤프트 중심점과 경사를 가지며 대향되어 서로 어긋나게 배치되는 것을 특징으로 하는 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치.
  11. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2수직 가압 롤러부의 제 2수직 가압 롤러는,
    그 샤프트의 중심점이 상기 제 1수직 가압 롤러의 샤프트 중심점과 경사를 가지며 대향되어 서로 어긋나게 배치되는 것을 특징으로 하는 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치.
  12. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1수평 가압 롤러부의 제 1수평 가압 롤러는,
    그 상단에 하중을 지지하는 백업 롤러가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 장치.
  13. 공정라인 상에서 언코일러를 통하여 성형용으로 공급할 코일을 풀어주는 언코일 공정과;
    상기 언코일러의 후방에 구성되는 스트레이트너를 통하여 언코일 공정으로부터 풀려 나온 띠상의 강판을 평판의 띠상 강판패널로 펴주는 스트레이트닝 공정과;
    상기 스트레이트너 후방에 구성되는 다단계의 롤 포머를 통하여 상기 스트레이트닝 공정으로부터 공급되는 강판패널을 순차적으로 절곡 성형하여 성형빔으로 롤 포밍 성형하는 롤 포밍 공정; 및
    상기 다단의 롤 포머의 후방에서 다수개의 가압 롤러로 구성되는 레벨링 유니트를 통하여 상기 롤 포밍 공정으로부터 공급되는 상기 성형빔에 성형 응력을 가하는 레벨링 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 레벨링 공정은,
    상기 성형빔의 절곡면에 성형 응력을 가하는 것을 특징으로 하는 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 레벨링 유니트의 가압 롤러는,
    상기 성형빔의 절곡면이 배출되는 거리로 상호 이격되어 상하 또는 좌우로 배열되되, 서로 어긋나게 배치되는 것을 특징으로 하는 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 레벨링 유니트의 가압 롤러는,
    상기 성형빔의 절곡면과 면접되도록 서로 대칭되는 형태로 형성되는 것을 특 징으로 하는 성형빔의 스프링 백 제거를 위한 롤 포밍 레벨링 방법.
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