KR101131513B1

KR101131513B1 - 열간 단조 트랜스퍼의 센터빔에 설치되는 회전 이형제 분사노즐

Info

Publication number: KR101131513B1
Application number: KR1020100027115A
Authority: KR
Inventors: 김재용
Original assignee: 주식회사 동산공업
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2012-04-04
Also published as: KR20110107929A

Abstract

본 발명은 피성형물을 단조프레스기로 이송시키는 과정에서 단조프레스기를 구성하는 상, 하부금형으로 이형제를 분사시키도록 하고, 아울러 이형제를 방사상으로 퍼뜨려가며 분사시키도록 함으로서 금형 성형부 전체로 이형제를 골고루 분사시킬 수 있는 열간 단조 트랜스퍼의 센터빔에 설치되는 회전 이형제 분사노즐을 제공한다.

Description

열간 단조 트랜스퍼의 센터빔에 설치되는 회전 이형제 분사노즐{injection nozzle for different material}

본 발명은 열간 단조 트랜스퍼의 센터빔에 설치되는 회전 이형제 분사노즐에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 피성형물을 단조프레스기로 이송시키는 과정에서 단조프레스기를 구성하는 상, 하부금형으로 이형제를 분사시키도록 하고, 아울러 이형제를 방사상으로 퍼뜨려가며 분사시키도록 함으로서 금형 성형부 전체로 이형제를 골고루 분사시킬 수 있는 열간 단조 트랜스퍼의 센터빔에 설치되는 회전 이형제 분사노즐에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 단조는 기계적 방법으로 압축하중을 가하여 소재를 원하는 형상으로 성형하는 금속 가공방법을 말하는 것으로서, 일반적으로 그 재료에서 재결정이 진행되는 온도를 경계로 하여 그 이상의 온도에서 단조하는 것을 열간단조라 하고, 그 보다 낮은 온도에서 단조하는 것을 냉간단조라 한다.

전자에 해당하는 열간단조는 1000℃~1250℃의 고온에 강을 가열해 변형 저항을 적게 하여 작은 힘으로 큰 변형을 주어 조형을 쉽게 할 수 있도록 하는 것과, 단련효과를 더해 재질의 개선강화를 꾀할 수 있는 것, 그리고 생산속도가 빠르므로 생산성이 좋고 복잡한 형상의 성형을 쉽게할 수 있다는 잇점으로 일반적으로 많이 사용되는 단조방법의 하나이다.

열간단조에 사용되는 일반적인 장치로는 빌렛(40~80ø의 환봉을 절단한 것)이라 칭해지는 단조용 소재(이하 "피성형물"이라 칭함)를 공급하는 공급컨베이어와, 상기 공급컨베이어에서 공급된 피성형물을 단조프레스기의 상, 하부금형으로 연속적으로 이송시키는 이송장치 및 상기 단조프레스기를 거쳐 성형된 피성형물을 배출하는 배출컨베이어를 예로 들 수 있다.

상기한 구성품들 중에서 이송장치와 관련한 대표적인 기술로는 본 출원인이 2005. 11. 30. 자로 출원하여 2007. 06. 08. 자로 등록받은 등록번호 제 10-0728559 호(명칭: 단조용 소재의 이송장치)(이하, 선행기술이라 칭함)를 예로 들 수 있다.

상기 선행기술은 서로 평행한 상태로 설치되는 한 쌍의 센터빔과, 상기 센터빔 내면에 서로 마주보는 상태로 설치되며 상기 센터빔의 동작에 따라 피성형물을 클램핑하여 단조프레스기로 이송시키는 핑거부로 구성한 단조용 소재의 이송장치에 있어서, 상기 핑거부 앞쪽에는 상기 센터빔들 내면에 서로 마주보는 상태로 설치되며 상기 센터빔의 동작에 따라 중앙으로 모여지며 공급컨베이어를 타고 눕혀진 상태로 공급중인 피성형물을 클램핑하게 되는 클램프들과, 상기 클램프들과 센터빔을 서로 연결하며 구동부의 동력으로 회전하며 상기 클램프를 회전시키는 샤프트로 이루어져 눕혀진 상태로 공급중인 피성형물을 수직으로 세워주는 소재회전유닛이 포함되어 설치된 것을 기술적 요지로 하고 있다.

한편, 단조프레스기를 구성하는 상, 하부금형은 상기 선행기술에서 제시된 이송장치를 통해 이송된 피성형물을 원하는 형상으로 단조 성형하게 되는 데, 이때 상기 상, 하부금형에는 한번의 프레스 동작이 완료될 때마다 금형의 적정온도유지, 금형 성형부의 마모에 따른 손상방지 및 성형제품의 결육발생 방지등을 위해 금형의 성형부로 액상의 이형제를 분사시키게 된다.

그러나 종래 이형제 분사장치는 펌프와, 페달스위치 그리고 분사노즐로 구성하여 작업자가 한번의 프레스 동작이 완료되면 분사노즐을 손으로 잡은 상태에서 금형의 성형부로 위치시킨 다음, 페달스위치를 눌러 금형의 성형부로 이형제를 수작업으로 분사시켜가며 작업을 진행하게 됨으로서 작업성이 저하되는 단점이 있다.

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 단조용 피성형물을 단조프레스기로 이송시키는 트랜스퍼의 센터빔에 이형제 분사장치를 설치하여 피성형물을 단조프레스기로 이송시키는 과정에서 단조프레스기를 구성하는 상, 하부금형으로 이형제를 분사시키도록 한 열간 단조 트랜스퍼의 센터빔에 설치되는 회전 이형제 분사노즐을 제공함에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 분사노즐의 회전 구조를 통해 이형제를 방사상으로 퍼뜨려가며 분사시키도록 함으로서 금형 성형부 전체로 이형제를 골고루 분사시킬 수 있는 열간 단조 트랜스퍼의 센터빔에 설치되는 회전 이형제 분사노즐을 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 피성형물을 상, 하부금형 사이로 이송시키는 센터빔에 설치되며 상기 상, 하부금형으로 이형제를 분사하는 열간 단조 트랜스퍼의 센터빔에 설치되는 회전 이형제 분사노즐에 있어서, 상기 센터빔의 상면에 설치되며 내부에는 이형제와 에어를 공급하는 이형제 공급홀과 에어 공급홀이 각각 형성되고, 그 선단에는 체결구가 형성된 하우징과, 상기 하우징의 내부에 설치되며 상기 에어 공급홀에서 공급되는 에어의 압력으로 구동하는 에어모터와, 상기 에어모터의 축에 결합되는 구동베벨기어와, 상기 하우징의 체결구에 끼워지며 외경에는 상기 구동베벨기어와 치 결합되는 피동베벨기어가 결합되어 상기 에어모터의 구동으로 고속 회전 동작하는 노즐본체 및 상기 노즐본체와 체결구 사이에 형성되며 상기 이형제 공급홀을 통해 이형제가 유입되어 지는 챔버를 포함하며, 상기 노즐본체의 둘레면에는 상기 챔버로 유입된 이형제를 통과시키는 적어도 하나 이상의 이형제 통과홀들이 관통 형성되고, 상기 노즐본체의 내부에는 상기 이형제 통과홀과 연통하며 상기 이형제 통과홀을 통과한 이형제를 공급받아 상기 노즐본체의 회전에 의해 상기 상, 하부금형으로 이형제를 방사상으로 퍼뜨려가며 분사시키는 이형제 분사홀이 관통 형성됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 열간 단조 트랜스퍼의 센터빔에 설치되는 회전 이형제 분사노즐은 피성형물을 단조프레스기로 이송시키는 수단인 트랜스퍼의 센터빔에 이형제 분사장치를 설치하여 단조프레스기를 구성하는 상, 하부금형이 트랜스퍼를 통해 이송된 피성형물을 단조 성형하고 나면 상기 이형제 분사노즐을 통해 상, 하부금형으로 이형제를 자동으로 분사시키도록 함으로서 금형 성형부의 마모에 따른 손상방지 및 성형제품의 결육발생을 줄일 수 있는 작용효과를 가지게 된다.

특히 본 발명은 분사노즐의 회전 구조를 통해 이형제를 방사상으로 퍼뜨려가며 분사시키도록 함으로서 금형 성형부 전체로 이형제를 골고루 분사시킬 수 있는 상승적인 효과를 달성한다.

도 1은 이형제 분사노즐이 설치되어 있는 열간 단조 트랜스퍼의 센터빔의 평면을 도시한 도면.
도 2는 도 1에서 도시하고 있는 센터빔의 동작으로 피성형물이 상, 하부금형으로 이송된 상태를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열간 단조 트랜스퍼의 센터빔에 설치되는 회전 이형제 분사노즐을 상세하게 도시한 도면.
도 4는 도 3에서 도시하고 있는 노즐본체를 입체적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 회전 이형제 분사노즐의 주요 구성을 발췌하여 도시한 도면.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

본 발명에서는 피성형물을 단조프레스기로 이송시키는 수단인 트랜스퍼의 센터빔에 이형제 분사장치를 설치하여 단조프레스기를 구성하는 상, 하부금형이 트랜스퍼를 통해 이송된 피성형물을 단조 성형하고 나면 회전 이형제 분사노즐을 통해 상, 하부금형으로 이형제를 분사시키도록 함으로서 금형 성형부의 마모에 따른 손상방지 및 성형제품의 결육발생을 줄일 수 있도록 한 열간 단조 트랜스퍼의 센터빔에 설치되는 회전 이형제 분사노즐을 구현하고자 한다.

특히, 본 발명은 공급되는 이형제를 방사상으로 퍼뜨려가며 분사시키도록 함으로서 금형 성형부 전체로 이형제를 골고루 분사시킬 수 있도록 한 것을 기술적 요지로 한다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

첨부된 도 1과 도 2는 열간 단조 트랜스퍼의 구성을 도시한 도면들이다. 도 1, 2에서 도시하고 있는 바와 같이, 열간 단조 트랜스퍼는 단조프레스기인 상, 하부금형으로 피성형물을 이송시키는 수단으로서 센터빔으로 외형을 구성한다. 상기 센터빔은 피성형물을 프레스 트랜스퍼의 프레스로 자동 이송시키는 장치로서, 복수개를 한쌍으로 하여 서로 이격된 상태로 평행하게 설치된다.

상기 센터빔(10)의 내면에는 피성형물을 클램핑하는 다수개의 핑거부(12)들이 서로 마주보는 상태로 설치된다.

상기한 센터빔(10)은 미 도시 한 수직이동구동부와 수평이동구동부 및 전후이동구동부에 연결되어 상기한 구동부들의 동력을 전달받게 된다. 즉, 센터빔(10)은 전후이동구동부의 동력으로 내측으로 모여지며 핑거부(12)들이 피성형물을 클램핑하도록 한 다음, 수직이동구동부의 동력으로 피성형물을 상승시킨 후, 수평이동구동부의 동력으로 피성형물을 단조프레스로 상, 하부금형 사이로 이송시키고, 다시 처음상태로 복귀하는 동작을 반복적으로 수행하며 피성형물을 연속적으로 이송시키게 된다.

한편, 상기한 센터빔(10)들중 하나의 센터빔 상면에는 본 발명에서 제안하는 회전 이형제 분사노즐(20)이 설치된다.

첨부된 도 3에서와 같이 상기 회전 이형제 분사노즐(20)은 하우징(30) 및 노즐본체(40)로 나뉘어져 구성한다.

상기 하우징(30)은 전술한 센터빔(10)에 설치되는 것으로서, 상기 하우징(30)의 내부에는 이형제공급홀(32) 및 에어공급홀(34)이 각각 형성되고, 그 선단에는 노즐본체(40)가 끼워지기 위한 체결구(39)가 구비된다.

상기 이형제공급홀(32)의 일단은 상기 센터빔(10)의 내부에 형성되어 있는 이형제 공급유로(12)에 연결되고, 그 타단은 상기 하우징(30)의 체결구(34)에 연결되어 상기 센터빔(10)의 이형제 공급유로(12)를 통과하는 고압의 이형제를 하우징(30)의 체결구(39)와, 상기 체결구(39)에 끼워지는 노즐본체(40) 사이에 형성된 챔버(D)로 공급하게 된다.

상기 에어공급홀(34)의 일단은 상기 센터빔(10)의 내부에 형성되어 있는 에어 공급유로(14)에 연결되고, 그 타단은 후술하는 에어모터(36)에 연결되어, 상기 센터빔(10)의 에어 공급유로(14)를 통과하는 고압의 에어를 에어모터(36)로 공급하게 된다.

상기 하우징(30)의 내부에는 에어모터(36)가 설치된다. 상기 에어모터(36)는 상기 에어 공급홀(34)에 연결되어, 상기 에어 공급홀(34)에서 공급되는 고압의 에어를 동력원으로 하여 구동하는 수단으로서, 이러한 에어모터(36)의 기술구성은 이미 공지된 기술임에 따라 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 에어모터(36)의 축(36a)에는 구동베벨기어(38)가 결합되며, 상기 구동베벨기어(38)는 노즐본체(40)의 외경에 결합되어 있는 피동베벨기어(42)에 치 결합되어, 상기 에어모터(36)의 회전력을 노즐본체(40)로 전달하게 된다.

상기 노즐본체(40)는 첨부된 도 4와 도 5에서 도시하고 있는 바와 같이, 하우징(30)의 체결구(39)에 조립되어 에어모터(36)의 동력으로 고속 회전하는 과정에서 상기 이형제 공급홀(34)에서 공급되는 이형제를 내부에 관통 형성되어 있는 이형제 분사홀(48)을 통해 방사상으로 퍼뜨려가며 분사시키도록 하여 상, 하부금형(100a, 100b)으로 이형제를 골고루 분사시킬 목적으로 제공되는 수단이다.

상기 노즐본체(40)의 둘레면에는 피동베벨기어(42)가 결합된다. 상기 피동베벨기어(42)는 전술한 에어모터(36)의 축(36a)에 결합되어 있는 구동베벨기어(38)에 치 결합되어, 상기 에어모터(36)의 동력을 전달받아 노즐본체(40)를 고속 회전시키게 된다.

상기 노즐본체(40)와 하우징(30)의 체결구(39) 사이에는 챔버(D)가 형성되고, 상기 챔버(D)로는 전술한 이형제 공급홀(34)을 통해 이형제가 유입되어 진다.

상기 노즐본체(40) 둘레면에는 적어도 하나 이상의 이형제 통과홀(46)들이 관통 형성되며, 상기 이형제 통과홀(46)들은 에어모터(36)의 동력으로 노즐본체(40)가 고속으로 회전 동작하는 과정에서 챔버(D)로 유입된 이형제를 공급받아 노즐본체(40)의 내부에 관통 형성되어 있는 이형제 분사홀(48)로 통과시키게 된다.

상기 노즐본체(40)의 내부에는 이형제 분사홀(48)이 관통 형성된다. 상기 이형제 분사홀(48)은 상기 이형제 통과홀(46)과 연통하며 상기 이형제 통과홀(46)을 통과한 이형제를 외부, 바람직하게는 노즐본체(40)의 위쪽과 아래쪽에 위치하는 상, 하부금형(100a, 100b)으로 분사시키게 된다. 이때 상기 이형제 통과홀(46)을 통해 이형제 분사홀(48)로 유입되는 이형제는 노즐본체(40)의 회전 동작에 의해 와류를 일으켜 가며 이형제 분사홀(48)을 통해 외부로 분사됨에 따라 이형제는 한 방향으로만 집중적으로 분사되는 것이 아니라, 노즐본체(40)의 회전에 따른 원심력으로 방사상으로 펼쳐진 상태로 넓게 분사되어 지며, 따라서 이형제는 상, 하부금형(100a, 100b) 전체로 골고루 분사되며 도포될 수 있게 된다.

상기 노즐본체(40)의 양 단부에는 다수개의 분사구멍(52)들이 관통 형성된 분사캡(50)이 체결되며, 상기 분사캡(50)은 상기 이형제 분사홀(48)을 통해 방사상으로 퍼져가며 분사되는 이형제를 재차 퍼뜨려가며 상, 하부금형(100a, 100b) 전체로 분사시키게 된다.

상기 노즐본체(40)의 외경에는 서로 일정 간격 떨어진 상태로 씨-일(44)이 끼워지며, 상기 씨-일(44)은 노즐본체(40)와 체결구(39) 사이에 형성된 챔버(D)를 기밀 구성하여, 상기 챔버(D)로 유입된 이형제가 노즐본체(40)와 체결구(39) 사이로 유출되는 것을 차단하게 된다.

또한 상기 노즐본체(40)와 체결구(39) 사이에는 상기 노즐본체(40)의 회전 동작이 원활히 진행되도록 베어링(45)을 더 삽입시켜 구성함이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 열간 단조 트랜스퍼의 센터빔에 설치되는 회전 이형제 분사노즐의 작용을 도 1 내지 도 5를 참조하여 기술하기로 한다.

먼저, 열간 단조 작업 공정은 도 1과 도 2에서와 같이 전후이동구동부의 동력으로 센터빔(10)이 내측으로 모여지며 핑거부(12)들이 피성형물(P)을 클램핑 하도록 한 다음, 수직이동구동부의 동력으로 피성형물(P)을 상승시킨 후, 수평이동구동부의 동력으로 피성형물(P)을 단조프레스기인 상, 하부금형(100a, 100b) 사이로 이송시키도록 하고, 이어서 상, 하부금형(100a, 100b)을 프레스 동작시켜 이송된 피성형물(P)을 단조 성형토록 한다.

한편, 한번의 프레싱 동작이 완료된 상, 하부금형(100a, 100b)으로는 센터빔(10)에 설치되어 있는 회전 이형제 분사장치를 통해 액상의 이형제가 분사되어 상, 하부금형(100a, 100b)의 적정온도유지, 금형 성형부의 마모에 따른 손상방지 및 성형제품의 결육발생을 방지토록 한다.

상기 회전 이형제 분사노즐(20)의 동작은 센터빔(10)의 이형제공급유로(12)와 에어공급유로(14)를 통해 이형제와 에어를 공급시키게 되면, 이형제는 하우징(30)의 이형제 공급홀(32)을 통해 상기 하우징(30)의 체결구(39)와 노즐본체(40) 사이에 형성된 챔버(D)로 유입되어 지고, 이와 동시에 에어는 에어공급홀(34)을 통해 에어펌프(36)를 구동시켜 상기 에어펌프(36)와 구동 및 피동베벨기어(38, 42)로 연결되어 있는 노즐본체(40)를 고속으로 회전시키게 된다.

이어서, 상기 챔버(D)로 유입된 이형제는 노즐본체(40)의 회전에 따라 와류를 일으킨 상태로 노즐본체(40)의 이형제 통과홀(46)을 통해 노즐본체(40)의 이형제 분사홀(48)로 유입된 후, 상기 이형제 분사홀(48)을 통과하며 노즐본체(40)의 위쪽과 아래쪽에 위치하는 상, 하부금형(100a, 100b)으로 분사되어 진다.

이때 상기 이형제 분사홀(48)을 통해 외부로 분사되는 이형제는 일차적으로노즐본체의 회전으로 인해 와류를 일으킨 상태에서 이형제 통과홀(46)을 통해 이형제 분사홀(48)로 유입된 후, 상기 이형제 분사홀(48)을 통해 외부로 분사됨에 따라 한 방향으로만 집중적으로 분사되는 것이 아니라, 노즐본체(40)의 회전에 따른 원심력으로 방사상으로 펼쳐진 상태로 넓게 분사되어 짐으로서 상, 하부금형(100a, 100b) 전체로 이형제를 골고루 분사시킬 수 있게 된다.

20: 이형제 분사노즐 30: 하우징
36: 에어모터 38: 구동베벨기어
40: 노즐본체 42: 피동베벨기어
46: 이형제 통과홀 48: 이형제 분사홀

Claims

피성형물(P)을 상, 하부금형(100a, 100b) 사이로 이송시키는 센터빔(10)에 설치되며 상기 상, 하부금형(100a. 100b)으로 이형제를 분사하는 열간 단조 트랜스퍼의 센터빔(10)에 설치되는 회전 이형제 분사노즐에 있어서,
상기 센터빔(10)의 상면에 설치되며 내부에는 이형제와 에어를 공급하는 이형제 공급홀(32)과 에어 공급홀(34)이 각각 형성되고, 그 선단에는 체결구(39)가 형성된 하우징(30)과;
상기 하우징(30)의 내부에 설치되며 상기 에어 공급홀(34)에서 공급되는 에어의 압력으로 구동하는 에어모터(36)와;
상기 에어모터(36)의 축(36a)에 결합되는 구동베벨기어(38)와;
상기 하우징(30)의 체결구(39)에 끼워지며 외경에는 상기 구동베벨기어(38)와 치 결합되는 피동베벨기어(42)가 결합되어 상기 에어모터(36)의 구동으로 고속 회전 동작하는 노즐본체(40) 및 ;
상기 노즐본체(40)와 체결구(39) 사이에 형성되며 상기 이형제 공급홀(32)을 통해 이형제가 유입되어 지는 챔버(D)를 포함하며;
상기 노즐본체(40)의 둘레면에는 상기 챔버(D)로 유입된 이형제를 통과시키는 적어도 하나 이상의 이형제 통과홀(46)들이 관통 형성되고;
상기 노즐본체(40)의 내부에는 상기 이형제 통과홀(46)과 연통하며 상기 이형제 통과홀(46)을 통과한 이형제를 공급받아 상기 노즐본체(40)의 회전에 의해 상기 상, 하부금형(100a, 100b)으로 이형제를 방사상으로 퍼뜨려가며 분사시키는 이형제 분사홀(48)이 관통 형성됨을 특징으로 하는 열간 단조 트랜스퍼의 센터빔에 설치되는 회전 이형제 분사노즐.