KR101258066B1

KR101258066B1 - 힘의 작용점을 일체화한 금속관 벤딩장치

Info

Publication number: KR101258066B1
Application number: KR1020130019166A
Authority: KR
Inventors: 우창수
Original assignee: (주)성일에스아이엠
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2013-04-30

Abstract

본 발명은 가공 대상으로서의 금속관을 일 방향으로 전진시키는 정압 실린더와; 상기 메인 프레임 일 측에 구비되되, 상기 정압 실린더와 동일한 수직 높이에 위치하여 상기 정압 실린더와는 반대 방향의 힘을 작용하는 역압 실린더와; 가공 대상으로서의 금속관 이동을 위해 중앙부에 관통 공이 구비되며 상기 메인 프레임의 전면에 수직한 상태로 고정 결합되는 지지판과; 가공 대상으로서의 금속관 단부를 구속하는 클램프가 구비되어 회전 축봉을 기점으로 일정 곡률을 그리며 회전운동하되, 회전 운동의 축 중심점과 클램프의 축 중심은 상기 정압 실린더 및 역압 실린더 각각의 힘 작용점과 동일한 수직 높이에 형성되는 벤딩판을; 포함하여 금속관을 벤딩 가공함에 있어 정압 실린더 및 역압 실린더 각각의 힘 작용점과 회전 운동의 축 중심점 각각을 동일한 수직 높이로 일체화한 금속관 벤딩장치를 제공한다.

Description

힘의 작용점을 일체화한 금속관 벤딩장치{A metal pipe bending apparatus which having unified force applying point}

본 발명은 금속관의 벤딩장치에 관한 것으로서, 특히 가공 대상으로서의 금속관을 일 방향으로 전진시키는 정압 실린더와; 상기 메인 프레임 일 측에 구비되되, 상기 정압 실린더와 동일한 수직 높이에 위치하여 상기 정압 실린더와는 반대 방향의 힘을 작용하는 역압 실린더와; 가공 대상으로서의 금속관 이동을 위해 중앙부에 관통 공이 구비되며 상기 메인 프레임의 전면에 수직한 상태로 고정 결합되는 지지판과; 가공 대상으로서의 금속관 단부를 구속하는 클램프가 구비되어 회전 축봉을 기점으로 일정 곡률을 그리며 회전운동하되, 회전 운동의 축 중심점과 클램프의 축 중심은 상기 정압 실린더 및 역압 실린더 각각의 힘 작용점과 동일한 수직 높이에 형성되는 벤딩판을; 포함하여 금속관을 벤딩 가공함에 있어 정압 실린더 및 역압 실린더 각각의 힘 작용점과 회전 운동의 축 중심점 각각을 동일한 수직 높이로 일체화한 금속관 벤딩장치에 관한 것이다.

공장, 발전소 등과 같은 산업 시설에서 석유나 가스 및 각종 액체 등의 유체를 이송하거나 또는 교량이나 건축물의 지붕 등과 같은 토목 건축물의 골조 구조재로서 금속관이 널리 사용되고 있는데, 이 중에서 특히 일정 곡률로 벤딩 가공된 금속관은 산업 현장에서 요구하는 다양한 관로 형상에 적절하게 대응할 수 있기 때문에 그 사용범위가 날로 확대 추세에 있다.

금속관에 대한 벤딩 가공은 원형의 히팅 코일을 이용하여 파이프를 일정 온도 이상으로 가열한 다음 이 가열 부위를 소성변형시켜 일정한 곡률로 성형하는 과정을 거쳐 이루어진다. 도 7은 대한민국 공개특허 제2010-0016457호로서 종래 금속관을 일정한 곡률로 벤딩하는 장치의 일 구성을 보여주는데, 이 벤딩장치의 개략적인 작동 구성은 다음과 같다. 먼저, 가공 대상인 금속관을 이송장치(4)에 장착하고, 금속관의 일측 단부를 벤딩 암(7)의 고정장치(6)로 구속다. 금속관에 대한 장착이 완료되면, 히팅 코일(5)을 이용하여 금속관의 일측 부위를 가열하게 되고, 가열 정도에 따라 금속관은 실린더(16)의 작동으로 전진한다.

이때 금속관의 일측 단부는 벤딩 암(7)에 구속된 상태이기 때문에, 금속관의 전진 운동은 회전축(D)을 기준으로 회전 운동으로 바뀌게 되고, 이에 따라 금속관은 일정 곡률로 성형된다. 하지만, 이러한 종래 벤딩장치를 이용하여 금속관을 성형하는 경우에는 성형된 금속관의 곡관 부위 두께가 고르지 못한데, 그 이유는 곡관의 내측 부위는 주름이 잡히면서 두꺼워지고 곡관의 외측 부위는 그 두께가 과도하게 얇아지는 현상이 발생하기 때문이다. 이를 위하여, 대한민국 공고특허 제1995-0003540호, 대한민국 공개특허 제2010-0045459호와 같은 기술들이 제안되었으며, 이 중에서 후자의 구성이 도 8에 개시되어 있다.

도 8에서 알 수 있듯이, 이들 기술들의 특징은 정압 실린더(31)을 이용하여 클램프(22)에 구속되어 있는 가공 대상으로서의 금속관을 전진시키되, 이와 동시에 역압 실린더(41)를 부가하여 전진하는 금속관에 정압 실린더의 작용 방향과 반대 방향의 힘(통상적으로 정압 실린더가 작용하는 힘보다는 작은 힘이 작용)을 작용시킴으로써, 클램프 암(21)이 회전축(A)을 기점으로 일정 곡률을 이루며 회전하면서 금속관의 곡관 부위가 일정 두께를 형성할 수 있도록 함에 있다. 하지만, 가압수단으로서 정압 실린더와 역압 실린더를 이용하여 금속관 단부를 구속하고 있는 클램프 암을 회전축을 기준으로 회전시키는 이러한 구성을 이용하는 경우에는 힘의 작용점이 일치하지 않아 금속관에 대한 벤딩 작업을 의도하는 대로 용이하게 수행하기가 어려운 문제가 있는데 이를 도 8을 참조하여 살펴본다..

먼저, 금속관이 클램프 암(21)의 일측 부위에 긴밀하게 구속된 상태에서 정압 실린더(31) 및 역압 실린더(41) 각각이 작용하면, 클램프 암(21)은 회전축(A)을 기점으로 일정한 곡률을 이루며 회전하게 되는데, 각 실린더의 작용에 따라 클램프 암(21)에 전달되는 순수(net) 회전력은 클램프 암의 타측 부위를 통해 회전축(A)의 상단 부위로 전달된다. 한편, 회전축(A)의 하단 부위는 지면에 일정 깊이로 고정 결합되기 때문에, 순수 회전력이 회전축 상단 부위로 전달되면서 회전축을 강제회전시키면, 회전축 하단 부위는 고정력을 통하여 회전축 상단 부위에 전달되는 힘을 지지하게 된다.

즉, 회전축에는 수직 높이를 달리하여 서로 다른 방향의 힘이 작용하기 때문에 금속관에 대한 벤딩 작업을 원활하게 수행할려면 회전축이 지면에 고정된 상태를 안정적으로 유지할 필요가 있다. 만일, 회전축이 지면에 안정적으로 고정되지 않으면, 회전축의 상단 부위는 정압 실린더의 전진 작용력으로 인해 일정 각도 기울어지게 되는데, 이러한 회전축의 기울어짐은 곧 바로 금속관의 잘못된 벤딩 작업을 유도하게 된다. 과도한 회전축의 기울어짐으로 인해 회전축 자체의 붕괴는 별론으로 치더라도, 금속관의 벤딩 작업이 당초 의도하는 곡률과 다른 형태로 이루어지면 산업 현장에의 설치가 곤란해짐은 물론, 잘못된 관로 형성에 따라 금속관 자체가 손상될 수 있어 자칫 대형 사고의 염려가 있다. 따라서, 금속관을 당초 의도하는 대로 벤딩 작업하기 위해서는 회전축을 지면에 단단히 고정하는 것이 무엇보다도 중요하다.

이를 위하여, 회전축의 수직 높이를 가급적 작게하고, 회전축을 단순한 봉 형상이 아닌 드럼 형상으로 변경하여 구조적 안정성을 제고하는 여러가지 방안들이 제안되고 있다. 하지만, 아무리 회전축 구조를 변경한 상태로 회전축을 지면에 단단하게 고정 설치하더라도, 실린더에서 클램프 암을 통해 회전축 상단 부위에 전달되는 힘이 상당히 크기 때문에 이러한 구조를 고집하는한 벤딩 작업을 마치면 회전축의 고정 상태를 반드시 점검해야 하는 번거로움이 있었다. 이러한 문제점은 도 5와 같이 역압 실린더를 사용하지 않은 구성이라도 회전축에 작용하는 힘의 작용점 부위가 일치하지 않은 경우는 모두 적용된다는 점에서 관련 업계는 이의 해결 방안을 간절하게 요구하고 있다.

대한민국 공개특허 제2010-0016457호, 대한민국 공고특허 제1995-0003540호, 대한민국 공개특허 제2010-0045459호, 대한민국 등록특허 제1092951호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 금속관에 대한 벤딩 작업을 수행함에 있어 힘의 작용점 부위를 일체화 할 수 있는 벤딩장치를 제공함에 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 지면에 고정 설치되는 메인 프레임(10)과; 상기 메인 프레임(10) 상부에 구비되며 가공 대상으로서의 금속관(P)을 일 방향으로 전진시키는 정압 실린더(20)와; 상기 메인 프레임(10) 일 측에 구비되되, 상기 정압 실린더(20)와 동일한 수직 높이에 위치하여 정압 실린더(20)와는 반대 방향의 힘을 작용하는 역압 실린더(30)와; 가공 대상으로서의 금속관(P) 이동을 위해 중앙부에 관통 공(110)이 구비되며 상기 메인 프레임(10)의 전면에 수직한 상태로 고정 결합되는 지지판(100)과; 상기 지지판(100)의 관통 공(110) 상, 하부에 구비되는 구동봉(120)과; 상기 각 구동봉(120)에 장착되며, 구동봉(120)의 작동에 따라 좌, 우 방향으로 일정 거리 이동 가능한 곡률 조절판(130)과; 양측 단부 부위가 상기 곡률 조절판(130)에 장착되는 회전 축봉(220)과; 일측 부위가 상기 회전 축봉(220)에 결합되며 가공 대상으로서의 금속관(P) 단부를 구속하는 클램프(210)가 구비되어 상기 회전 축봉(220)을 기점으로 일정 곡률을 그리며 회전운동하되, 회전 운동의 축 중심점과 클램프의 축 중심이 상기 정압 실린더(20) 및 역압 실린더(30) 각각의 힘 작용점과 동일한 수직 높이에 형성되는 벤딩판(200)과; 상기 벤딩판(200)의 타측 부위에서 수평 방향으로 연장 형성되는 역압 작용판(230)과; 일측 단부는 상기 역압 실린더(30)의 피스톤 로드(32)와 연결되며 타측 단부는 상기 역압 작용판(230) 일측에 연결되어 역압 실린더(30)에서 작용하는 힘을 벤딩판(200)에 전달하는 체인(36)과; 상기 지지판(100)과 벤딩판(200) 사이에 구비되는 히팅 코일(40)을; 포함하여 이루어지는 것을 그 기술적 특징으로 한다.

상기 구동봉(120)은 구동 스크류로 이루어지며, 상기 각 곡률 조절판(130)에는 상기 구동 스크류의 회전 운동에 따라 좌, 우 방향으로 일정 거리 이동하는 구동 너트가 구비될 수 있다.

상기 벤딩판(200)의 클램프(210)는, 중앙에 반원 형상의 가압부가 형성되는 좌, 우 클램프(212, 216)로 이루어지되, 상기 우 클램프(212)는 벤딩판(200)에 고정 결합되고 상기 좌 클램프(216)는 구동 수단(218)에 의해 일정 거리 이동할 수 있도록 구성될 수 있다.

상기 벤딩판(200)이 회전할 때 회전 운동의 작용점은 상기 곡률 조절판(130) 사이의 회전 축봉(220) 수직 높이 1/2 지점에 위치하는 것이 바람직하다.

상기 역압 작용판(230)에는 수평 방향으로 복수 개의 결합 홀(236)이 형성되며, 상기 체인(36)은 상기 결합 홀 중에 선택되는 어느 하나에 결합되는 것이 바람직하다.

본 발명은 가공 대상으로서의 금속관에 가압을 가하는 정압 실린더 및 역압 실린더의 작용점을 금속관의 중심축과 동일한 수직 높이로 일치시킴은 물론, 금속관의 단부를 구속한 상태로 회전하는 회전축의 지지점 위치도 금속관의 중심축과 동일한 수직 높이로 일치시켜 금속관을 기준으로 힘의 작용점을 일체화함으로써, 벤딩 과정에서 작용하는 가압력에 의해 회전축이 기울어지는 현상을 원천적으로 방지하여 금속관을 당초 의도하는 곡률대로 적절하게 성형될 수 있도록 해준다.

도 1은 본 발명에 따른 금속관 벤딩장치의 개략적인 평면 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 금속관 벤딩장치의 개략적인 측면 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 금속관 벤딩장치의 개략적인 정면 구성도.
도 4 및 도 5 각각은 본 발명에 따른 금속관 벤딩장치에 있어 정압 실린더, 역압 실린더, 회전 축봉의 수직 높이 및 그에 따라 작용하는 힘의 상관 관계를 보여주는 개략적인 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 금속관 벤딩장치의 개략적인 작동 구성도.
도 7 및 도 8 각각은 종래 금속관 벤딩장치의 개략적인 구성도.

본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴본다. 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 본 발명의 기술적 특징과 직접적인 관련성이 없거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 자명한 사항에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 금속관 벤딩장치의 개략적인 평면 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 금속관 벤딩장치의 개략적인 측면 구성도, 그리고 도 3은 본 발명에 따른 금속관 벤딩장치의 개략적인 정면 구성도를 보여준다. 각 도면에 개시된 것과 같이 본 발명은 기본적으로 메인 프레임(10) 및 지지판(100)과, 벤딩판(200), 그리고 히팅 코일(40)을 포함하여 이루어진다.

상기 메인 프레임(10)은 본 발명을 구성하는 각종 장치들을 지지하는 수단으로서 볼트와 같은 체결 수단을 이용하여 지면에 단단하게 고정 설치된다. 각종 장치들의 하중을 감안하면 메인 프레임은 금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

지면에 고정 설치되는 메인 프레임(10) 상부에는 정압 실린더(20)가 구비된다. 상기 정압 실린더(20)는 가공 대상으로서의 금속관(P)을 일 방향으로 전진시키는 수단이다. 정압 실린더(20)에서 작용하는 가압력은 통상적으로 도면에 개시된 것과 같이 미들 클램프(50)를 통해 금속관에 작용한다. 정압 실린더는 좌, 우 실린더로 이루어질 수 있음은 물론, 단일 실린더로 이루어질 수 있음은 물론이다.

정압 실린더(20) 일측에는 역압 실린더(30)이 구비된다. 상기 역압 실린더(30)는 정압 실린더(20)와는 반대 방향으로 힘을 작용하여 금속관(P)을 당기게 되며, 상기 정압 실린더(20)와 동일한 수직 높이에 위치하는 것이 바람직하다. 역압 실린더를 정압 실린더와 동일한 수직 높이로 유지하는 이유는 힘의 작용점을 일치시키기 위함인데 이는 후술한다. 역압 실린더가 정압 실린더와 동일한 수직 높이를 유지한다면, 역압 실린더는 도면과 같이 메인 프레임으로 분리되어 지면에 고정 설치될 수 있음은 물론, 정압 실린더의 경우와 같이 메인 프레임에 고정 장착될 수도 있다.

상기 지지판(100)은 메인 프레임(10)의 전면에 수직한 상태로 고정 결합되는 부분으로서 중앙부에는 관통 공(110)이 형성된다. 상기 관통 공(110)은 금속관(P)이 이동하는 통로로 기능하는데, 가공 대상으로서의 금속관의 직경이 다양하기 때문에 이를 감안하여 그 크기를 결정하는 것이 바람직하다 할 것이다. 지지판(100)의 후면, 구체적으로 미들 클램프(50)와 지지판(100) 사이에는 가이드 롤러(60)가 더 구비될 수 있다. 상기 가이드 롤러(60)는 금속관(P)을 강하게 파지한 상태로 전진시켜주는 수단이다.

지지판(100)이 전면에는 구동봉(120)이 구비된다. 상기 구동봉(120)은 도면에 개시된 것과 같이 상호 간에 일정 간격 이격된 한 쌍으로 이루어질 수 있으며,지지판(100)의 상, 하부에 장착되는 것이 바람직하다. 도면에는 구동봉(120)의 구성으로 인해 지지판(100)이 ㄷ 자 형상으로 이루어지는 예가 개시되어 있는데 이는 단지 일례일 뿐임은 물론이다.

상기 각 구동봉(120)에는 곡률 조절판(130)이 장착된다. 상기 곡률 조절판(130)은 구동봉(120)의 작동에 따라 좌, 우 방향으로 일정 거리 이동 가능하게 구성된다. 곡률 조절판(130)이 좌, 우 방향으로 일정 거리 이동하면, 후술할 벤딩판(200) 역시 곡률 조절판(130)에 장착되는 회전 축봉(220)을 따라 좌, 우로 일정 거리 이동하게 되어 가공 곡률을 조절할 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 개시된 것과 같이 구동봉(120)이 구동 스크류로 이루어지는 경우를 배제하지 않으며, 구동봉(120)이 구동 스크류로 이루어지는 경우 상기 각 곡률 조절판(130)에는 이러한 구동 스크류의 회전 운동에 대응하여 좌, 우 방향으로 일정 거리 이동할 수 있도록 구동 너트가 더 구비될 수 있다. 구동 스크류의 일단에는 구동 스크류를 회전시키는 수단으로서 미도시된 구동 모터와 연계된 체인이 구비될 수 있으며, 이러한 구동 스크류 및 구동 너트의 구성 및 상호 작동 관계는 관련 업계에 널리 알려진 사항인바 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 곡률 조절판(130)에는 회전 축봉(220)이 장착된다. 상기 회전 축봉(220)은 후술할 벤딩판(200)의 회전 운동을 지지하는 축으로 기능하며, 양측 단부 부위가 양측 단부 부위가 곡률 조절판(130)에 고정 결합되는 구성으로 이루어진다. 회전 축봉(220)의 양측 단부 부위가 곡률 조절판(130) 각각에 고정 결합됨에 따라 회전 축봉은 구동봉(120)을 따라 이동하는 곡률 조절판(130)에 의해 좌, 우 방향으로 일정 거리 이동할 수 있다.

상기 벤딩판(200)은 회전 축봉(220)을 기점으로 일정 곡률을 그리며 회전운동하는 부분으로서, 그 일측 부위가 회전 축봉(220)에 결합된다. 벤딩판(200)에는 가공 대상으로서의 금속관(P) 단부를 구속하는 클램프(210)가 구비되는데, 금속관이 직경이 다양함을 감안하며 본 발명은 상기 클램프(210)가 도면에 개시된 것과 같이 좌, 우 클램프(212, 216)로 분할 구성되는 경우를 제안한다.

상기 좌, 우 클램프(212, 216)에는 기본적으로 반원 형상의 가압부(213, 217)가 형성되며, 우 클램프(212)는 벤딩판(200)에 고정 결합되며, 상기 좌 클램프(216)는 별도 벤딩판(200)에 구비되는 구동 수단(218)에 의해 일정 거리 이동할 수 있도록 구성될 수 있다. 상기 가압부(213, 217)는 반경을 달리하는 개별 링으로 이루어져 필요에 따라 장착 및 분리될 수 있는 구성으로 이루어질 수 있으며, 상기 구동 수단(218)은 구동 모터 또는 유압 실린더로 이루어질 수 있다.

한편, 본 발명은 회전 축봉(220)에 벤딩판(200)을 고정 결합함에 있어, 회전 운동의 축 중심점과 클램프의 축 중심 각각이 정압 실린더(20) 및 역압 실린더(30) 각각과 동일한 수직 높이에 형성되는 것을 제안한다. 즉, 도 4 및 도 5 각각에 개시된 것과 같이, 정압 실린더(20) 및 역압 실린더 각각의 수직 높이는 H1 및 H2 로서 동일하며, 회전 운동의 축 중심점이 되는 회전 축봉(220)의 수직 높이 H3 과 클램프(210)의 축 중심이 되는 금속관(P)의 중심 축 Pc 의 수직 높이는 모두 동일하게 이루어진다.

회전 운동의 축 중심점 및 클램프의 축 중심 각각을 정압 실린더(20) 및 역압 실린더(30) 각각과 동일한 수직 높이에 형성시키면, 정압 실린더(20), 역압 실린더(30) 및 회전 축봉(220)의 축 중심점 각각은 ②, ③, ④ 로서, 이들 각각은 정확하게 클램프의 축 중심 ① 에 작용하게 되어, 종래와 같이 금속관(P)에 대한 벤딩 작업시 작용하는 힘이 회전 축 상단부에 집중되는 문제를 해결할 수 있게 된다.

나아가, 본 발명은 도 6에 개시된 것과 같이, 벤딩판(200)이 회전할 때 회전 운동의 작용점 ④는 상기 곡률 조절판(130) 사이의 회전 축봉(220) 수직 높이 1/2 지점에 위치하는 것을 제안한다. 이처럼 회전 축봉(220)의 회전 운동 작용점이 곡률 조절판 사이의 회전 축봉 정 중앙에 위치하게 되면, 각 실린더의 작동에 따라 회전 축봉이 회전 운동하는 경우에 힘의 작용점이 일치함에 따라 금속관에 대한 벤딩 작업을 더욱 정확하게 수행할 수 있게 된다.

벤딩판(200)의 타측 부위에는 역압 작용판(230)이 연장 형성된다. 상기 역압 작용판(230)은 역압 실린더(30)에서 작용하는 가압력이 작용하는 부분인데, 금속관의 중심축과 동일한 수직 위치로 역압 실린더의 힘이 작용해야 하기 때문에 벤딩판(200)에서 수평 방향으로 연장되는 것이 바람직하다. 역압 실린더(30)의 가압력은 체인(36)에 의해 전달된다. 상기 체인(36)의 일측 단부는 역압 실린더(30)의 피스톤 로드(32)와 연결되며, 그 타측 단부는 역압 작용판(230) 일측에 형성되는 결합 홀(236)에 연결된다. 도면에는 도시되지 않았지만 체인(36)이 역압 작용판(230)을 따라 회전하는 경우 이를 원활하게 가이드하는 수단이 더 구비될 수 있음은 물론이다.

가공 대상으로서의 금속관(P)의 직경이 달라지면 역압 실린더(30)의 가압력 작용점 역시 이에 따라 변경되어야 한다. 따라서, 본 발명은 도면과 같이 결합 홀(236)이 복수 개 형성되며, 체인(36)은 이들 결합 홀 중에 선택되는 어느 하나와 결합되는 경우를 배제하지 않는다. 역압 실린더의 가압력은 작용점은 금속관 중심 축과 동일한 수직 위치를 유지해야 하기 때문에 상기 결합 홀은 역압 작용판(230)의 수평 방향을 따라 형성되는 것이 바람직하다.

지지판(100)과 벤딩판(200) 사이에는 히팅 코일(40)이 구비된다. 상기 히팅 코일(40)은 금속관(P)의 일측 부위를 가열하는 수단으로서 환형으로 이루어지며 별도의 전원에 의해 작동된다. 도면에는 개략적인 구성만 개시되어 있으나 히팅 코일의 구성은 관련 업계에 널리 알려져 있는바 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 작동 구성을 첨부된 도 4 내지 6 및 전술한 각 설명 부분을 참조하여 살펴본다.

먼저, 가공 대상으로서의 금속관(P)의 직경, 가공 곡률 등과 같은 가공과 관련된 데이터를 미도시된 제어부에 입력한다. 데이터가 입력되면, 구동봉(120)이 회전하게 되고, 이에 따라 벤딩판(200)은 곡률 조절판(130)의 이동에 따라 작업이 시작되는 지점에 위치하게 된다. 다음으로 체인(36)의 단부를 적절한 결합 홀(236)에 결합하고, 금속관(P)을 미들 클램프(50) 및 가이드 롤러(60)를 통해 정위치에 위치시키고 그 단부를 클램프(210)로 구속한다.

금속관(P)이 정위치에 고정되어 구속되면, 제어부를 작동시켜 히팅 코일(40), 정압 실린더(20), 역압 실린더(30)를 작동시킨다. 환형의 히팅 코일(40)로부터 전달되는 열에 의해 금속관(P)의 일측 부위가 가열되어 연화되면 금속관(P)의 단부를 구속하고 있는 벤딩판(200)은 각 실린더에서 작용하는 힘의 합력(net) 따라 회전 축봉(220)을 기점으로 일정 곡률을 그리며 서서히 회전하게 된다.

즉, 벤딩판(200)에는 정압 실린더(20)에서 생성되는 전진 방향의 힘이 작용점 ② 에 작용하며, 역압 실린더(30)에서 생성되는 후퇴 방향의 힘이 작용점 ③ 에 작용하게 되는데, 정압 실린더에서 작용하는 힘의 크기가 역압 실린더에서 작용하는 힘의 크기보다 커기 때문에 결과적으로 벤딩판(200)에는 전진 방향으로 향하는 힘이 작용한다. 한편, 벤딩판(200)은 회전 축봉(220)에 의해 지지판(100)에 구속된 상태를 유지하고 있기 때문에, 벤딩판(200)에 전진 방향의 합력이 작용하면, 벤딩판은 회전 축봉을 기점으로 서서히 회전하게 된다.

이때, 회전 운동의 작용점 ④ 는 회전 축봉(220)의 정 중앙(곡률 조절판(130) 사이의 회전 축봉(220) 수직 높이 1/2 지점)에 형성되며, 벤딩판(200)에 작용하는 전진 방향의 합력이 작용하는 지점과 동일한 수직 위치를 유지하고 있기 때문에, 벤딩판에 작용하는 전진 방향의 힘이 회전 운동으로 변환되더라 이를 용이하게 지지하게 된다. 따라서, 벤딩판(200)을 포함하는 회전 축봉(220)은 종래와 같이 전진 방향으로 작용하는 과도한 힘에 의해 기울어지거나 붕괴되는 현상없이 회전 축봉(220)에 의해 안정적인 지지 상태를 유지하면서 회전 축봉(220)을 기점으로 서서히 회전하여 당초 의도하는 금속관(P)의 곡률 성형을 유도할 수 있게 되는 것이다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 한정하여 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 여러 다양한 방법으로 변경되어 실시될 수 있으며, 나아가 개시된 기술적 사상에 기초하여 별도의 기술적 특징이 부가되어 실시될 수 있음은 자명하다 할 것이다.

10 : 메인 프레임 20 : 정압 실린더
30 : 역압 실린더 40 : 히팅 코일
50 : 미들 클램프 60 : 가이드 롤러
100 : 지지판 120 : 구동봉 130 : 곡률 조절판 200 : 벤딩판 210 : 클램프 220 : 회전 축봉 230 : 역압 작용판

Claims

지면에 고정 설치되는 메인 프레임(10)과;
상기 메인 프레임(10) 상부에 구비되며 가공 대상으로서의 금속관(P)을 일 방향으로 전진시키는 정압 실린더(20)와;
상기 메인 프레임(10) 일 측에 구비되되, 상기 정압 실린더(20)와 동일한 수직 높이에 위치하여 정압 실린더(20)와는 반대 방향의 힘을 작용하는 역압 실린더(30)와;
가공 대상으로서의 금속관(P) 이동을 위해 중앙부에 관통 공(110)이 구비되며 상기 메인 프레임(10)의 전면에 수직한 상태로 고정 결합되는 지지판(100)과;
상기 지지판(100)의 관통 공(110) 상, 하부에 구비되는 구동봉(120)과;
상기 각 구동봉(120)에 장착되며, 구동봉(120)의 작동에 따라 좌, 우 방향으로 일정 거리 이동 가능한 곡률 조절판(130)과;
양측 단부 부위가 상기 곡률 조절판(130)에 장착되는 회전 축봉(220)과;
일측 부위가 상기 회전 축봉(220)에 결합되며 가공 대상으로서의 금속관(P) 단부를 구속하는 클램프(210)가 구비되어 상기 회전 축봉(220)을 기점으로 일정 곡률을 그리며 회전운동하되, 회전 운동의 축 중심점과 클램프의 축 중심이 상기 정압 실린더(20) 및 역압 실린더(30) 각각의 힘 작용점과 동일한 수직 높이에 형성되는 벤딩판(200)과;
상기 벤딩판(200)의 타측 부위에서 수평 방향으로 연장 형성되는 역압 작용판(230)과;
일측 단부는 상기 역압 실린더(30)의 피스톤 로드(32)와 연결되며 타측 단부는 상기 역압 작용판(230) 일측에 연결되어 역압 실린더(30)에서 작용하는 힘을 벤딩판(200)에 전달하는 체인(36)과;
상기 지지판(100)과 벤딩판(200) 사이에 구비되는 히팅 코일(40)을;
포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속관 벤딩장치.
제1항에 있어서,
상기 구동봉(120)은 구동 스크류로 이루어지며, 상기 각 곡률 조절판(130)에는 상기 구동 스크류의 회전 운동에 따라 좌, 우 방향으로 일정 거리 이동하는 구동 너트가 구비되는 것을 특징으로 하는 금속관 벤딩장치.
제1항에 있어서,
상기 벤딩판(200)의 클램프(210)는, 중앙에 반원 형상의 가압부가 형성되는 좌, 우 클램프(212, 216)로 이루어지되, 상기 우 클램프(212)는 벤딩판(200)에 고정 결합되고 상기 좌 클램프(216)는 구동 수단(218)에 의해 일정 거리 이동할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 금속관 벤딩장치.
제1항에 있어서,
상기 벤딩판(200)이 회전할 때 회전 운동의 작용점은 상기 곡률 조절판(130) 사이의 회전 축봉(220) 수직 높이 1/2 지점에 위치하는 것을 특징으로 하는 금속관 벤딩장치.
제1항에 있어서,
상기 역압 작용판(230)에는 수평 방향으로 복수 개의 결합 홀(236)이 형성되며, 상기 체인(36)은 상기 결합 홀 중에 선택되는 어느 하나에 결합되는 것을 특징으로 하는 금속관 벤딩장치.