KR101301108B1

KR101301108B1 - 형강 모서리 성형용 롤러와, 그 롤러를 포함하는 성형장치 및 그 성형방법

Info

Publication number: KR101301108B1
Application number: KR1020130021404A
Authority: KR
Inventors: 공경열
Original assignee: 기득산업(주)
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2013-08-27

Abstract

본 발명은 선박과 구조물에 사용되는 각종 단면 형상을 가진 형강, 특히 평강, T형강, H 형강 등의 형강이나 강재(이하, '형강'이라 통칭한다)의 플랜지 모서리를 라운드 성형하는 롤러, 성형장치와, 그 성형방법에 관한 것으로, 형강이나 강재의 플랜지 모서리를 동시에 둥글게 처리함으로서 둥근 모서리의 성형에 소요되는 시간과 공정을 줄여 공정기간과 공정비용을 줄여 생산성을 향상시키고, 도색된 형상의 모서리 부위에서 도색이 벗겨지지 않고 장기간 유지되도록 함으로서 고 품질의 형강을 확보할 수 있게 하는 성형용 롤러, 성형장치와 그 성형방법에 관한 것이다.

Description

형강 모서리 성형용 롤러와, 그 롤러를 포함하는 성형장치 및 그 성형방법{Forming Roller for rounding an edge of shape steel, Forming Device including the Roller, and the methed thereof}

평강, T형강, H 형강 등과 같은 형강이나 평강은 다양한 분야에 구조재로서 사용되는데, 특히 선박에도 많이 사용되고 있다. 그러나, 선박은 해수나 담수와 같은 물 환경 속에서 운행되기 때문에, 거기에 구조재로 사용된 강재나 형강 등의 부식이 쉽게 일어날 수 있고 이는 곧 선박의 안전 문제를 야기할 수 있다. 그래서, 선박에 사용되는 형강은 도장 후 선박에 사용되게 된다. 그러나, 형강은 모서리가 날카로운 금속재질이므로 이 상태에서 도색을 하게 되면, 날카로운 모서리 부분의 도장이 어려울 뿐만 아니라 도장 후 쉽게 벗겨져 부식의 시작점이 되는 문제가 있다. 이런 문제를 방지하기 위하여, 도색 전에 모서리의 날카로운 부분을 제거하는 공정이 선행되는데, 기존에는 작업자가 일일이 형강의 모서리를 그라인딩하여 둥글게 가공하였는데, 평강의 경우에는 4개의 모서리, H 형강인 경우 8개의 모서리를 일일이 그라인딩해야 했으므로, 많은 인력과 시간이 소요되어 작업성이 떨어지고 생산비용이 높아지는 문제가 있었다.

또한, 자동으로 모서리의 날카로운 부분을 가공하는 장치가 대한민국 특허등록 제10-10478912호 "모서리자동사상장치"에 기재되어 있긴 하지만, 이는 모서리를 절삭비트로 절삭가공하는 것이어서 절삭비트를 자주 교체해 주어야 하는 어려움과 절삭가공의 특성상 수작업에 비해 줄어들긴 하였지만 여전히 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라, 무엇보다도 형강의 모든 모서리를 동시에 가공할 수 없기 때문에 작업시간과 비용이 많이 소요되는 문제점을 여전히 가지고 있다. 나아가, 가공할 수 있는 모서리의 곡률반경에 제한이 있다.

대한민국 특허등록 제10-10478912호

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 제1롤러의 성형홈과 대향하는 제2롤러의 성형홈을 일렬로 정렬함으로서 동시에 형강의 플랜지의 모든 모서리를 동시에 라운드 성형할 수 있어서 작업성을 현저하게 향상시킬 수 있는 형광 모서리 성형용 롤러와, 그 롤러를 포함하는 성형장치 및 그 성형방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 모서리를 성형함에 있어 모서리의 성형과정에서 금속재료가 흘러들 수 있는 성형공간을 제공함으로서 모서리를 더욱 더 라운드지게 성형할 수 있어서 도장 후 페인트의 벗겨짐을 방지하고 나아가 내 부식성을 향상시킬 수 있는 형광 모서리 성형용 롤러와, 그 롤러를 포함하는 성형장치 및 그 성형방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 성형홈의 제1곡률부가 제2곡률부보다 작은 곡률반경을 가지도록 형성하여 재료가 자연스럽게 흘러들 수 있도록 함으로서 성형성을 높여서 추가공정이 필요치 아니하도록 하는 형광 모서리 성형용 롤러와, 그 롤러를 포함하는 성형장치 및 그 성형방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 제1롤러와 제2롤러에 다양한 폭을 가진 성형홈을 하나 이상 형성하여 다양한 두께의 플랜지를 가진 다양한 규격의 형강을 하나의 장치로 성형할 수 있는 형강 모서리 성형용 롤러와, 그 롤러를 포함하는 성형장치 및 그 성형방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 제1롤러와 제2롤러를 좌우로 이동시켜 롤러간의 간격을 조절할 수 있어서 다양한 길이의 웨브를 가진 형강의 모서리를 하나의 장치로 성형할 수 있는 형광 모서리 성형용 롤러와, 그 롤러를 포함하는 성형장치 및 그 성형방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 제1롤러와 제2롤러 사이의 거리를 조절할 수 있도록 함으로서 다양한 폭의 플랜지를 가진 다양한 규격의 형강을 하나의 장치로 성형할 수 있는 형광 모서리 성형용 롤러와, 그 롤러를 포함하는 성형장치 및 그 성형방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진 실시예를 가진다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 본 발명은, 제1성형부와 제2성형부를 포함하고, 상기 제1성형부와 제2성형부는 각각 둘레를 따라 성형홈을 가진 하나 이상의 제1롤러와 하나 이상의 제2롤러를 가지며,상기 제1롤러와 제2롤러는 일정 거리를 두고 서로 대향하게 이격되어 위치되고, 제1롤러의 성형홈은 제2롤러의 성형홈과 일렬로 정렬되어, 제1롤러의 성형홈과 제2롤러의 성형홈에 형강의 양측 모서리들이 인입되어 동시에 라운드지게 성형될 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 제1롤러와 제2롤러의 성형홈은 롤러의 원주 둘레를 따라 반경방향으로 일정 깊이 함입되어 형성되고 내측 양 모서리 부위에 제1곡률반경을 가진 제1곡률부와, 상기 제1곡률부 사이에 이어지는 제2곡률부를 가지며, 상기 제2곡률부는 제1곡률부에 의해 성형된 형강의 모서리 재료가 흘러들 수 있는 성형공간을 규정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 제1곡률부의 곡률반경은 제2곡률부의 곡률반경보다 작아서, 성형되는 재료가 자연스럽게 상기 성형공간으로 유입되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 제1롤러와 제2롤러의 성형홈은 2개 이상이며, 각각의 성형홈은 그 폭이 서로 상이하고, 대향하는 제1롤러의 성형홈과 제2롤러의 성형홈은 서로 동일한 폭을 가진 성형홈이 서로 일렬로 정렬되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 제1성형부의 제1롤러와 제2성형부의 제2롤러는 각각 축방향으로 이동이 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 제1성형부는 축방향에 직각방향으로 이동이 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 제1성형부는 하나 이상의 상기 제1롤러의 중심을 관통하는 제1회전축을 포함하고, 제2성형부는 하나 이상의 상기 제2롤러의 중심을 관통하는 제2회전축을 포함하며, 제2성형부는 상기 제2롤러가 상기 제2회전축과 일체가 되어 함께 회전하며, 상기 제2회전축은 전동모터로부터 동력을 전달받아 구동되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시에에 따르면, 본 발명은, 상기 제1성형부를 축방향에 직각방향으로 이동시키는 이동수단을 포함하며, 상기 이동수단은 제1성형부의 제1회전축의 양단부에 각각 체결된 이송스크류를 포함하고, 상기 이송스크류는 셀프락킹이 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 원주 둘레를 따라 반경방향으로 일정 깊이 함입되어 형성되고 내측 양 모서리 부위에 제1곡률반경을 가진 제1곡률부와, 상기 제1곡률부 사이에 이어지는 제2곡률부를 가지며, 상기 제2곡률부는 제1곡률부에 의해 성형된 형강의 모서리 재료가 흘러들 수 있는 성형공간을 규정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 제1성형부의 제1롤러와 제2성형성부의 제2롤러를 일정 거리 이격시켜 제1롤러의 성형홈과 제2롤러의 성형홈을 일렬로 정렬시키는 롤러정렬단계와,제1롤러와 제2롤러의 사이의 공간에 형강을 삽입하고 형강의 플랜지 모서리가 제1롤러의 성형홈과 대향하는 제2롤러의 성형홈에 삽입되는 형강삽입단계와, 제1롤러의 성헝홈과 대향하는 제2롤러의 성형홈에 형강의 플랜지 모서리가 압입될 수 있도록 제1성형부의 제1롤러를 형강의 플랜지 방향으로 가압하는 롤러가압단계와, 형강을 진행시켜 제1롤러의 성형홈과 제2롤러의 성형홈에 끼인 형강의 플랜지 모서리가 성형홈의 제1곡률부에 의해 라운드지게 성형됨과 동시에 흐르는 재료가 제2곡률부로 흘러들어 보다 큰 곡률반경을 가진 모서리를 성형할 수 있게 되는 성형단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 롤러 정렬단계는 하나 이상의 제1롤러와 하나 이상의 제2롤러간의 거리를 조절하는 거리조절단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 롤러 정렬단계는 성형이 요구되는 형강의 플랜지 두께에 대응하는 폭의 성형홈을 가진 제1롤러와 제2롤러를 선정하는 롤러선정단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기의 구성에 의해서 다음과 같은 효과를 가진다.

본 발명은 제1롤러의 성형홈과 대향하는 제2롤러의 성형홈을 일렬로 정렬함으로서 동시에 형강의 플랜지의 모든 모서리를 동시에 라운드 성형할 수 있어서 작업성을 현저하게 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

본 발명은 모서리를 성형함에 있어 모서리의 성형과정에서 금속재료가 흘러들 수 있는 성형공간을 제공함으로서 모서리에 더욱 더 라운드지게 성형할 수 있어서 도장 후 페인트의 벗겨짐을 방지하고 나아가 내 부식성을 향상시킬 수 있는 효과를 도모할 수 있다.

본 발명은 성형홈의 제1곡률부가 제2곡률부보다 작은 곡률반경을 가지도록 형성하여 재료가 자연스럽게 흘러들 수 있도록 함으로서 성형성을 높여서 추가공정이 필요치 아니하도록 하여 생산성을 높일 수 있는 효과를 가진다.

본 발명은 제1롤러와 제2롤러에 다양한 폭을 가진 성형홈을 하나 이상 형성하여 다양한 두께의 플랜지를 가진 다양한 규격의 형강을 하나의 장치로 성형할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 제1롤러와 제2롤러를 좌우로 이동시켜 롤러간의 간격을 조절할 수 있어서 다양한 길이의 웨브를 가진 H 형강의 모서리를 하나의 장치로 성형할 수 있는 효과를 가진다.

본 발명은, 제1롤러와 제2롤러 사이의 거리를 조절할 수 있도록 함으로서 다양한 폭의 플랜지를 가진 다양한 규격의 형강을 하나의 장치로 성형할 수 있는 효과를 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 성형장치의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 성형장치의 분해 사시도.
도 3은 도 1의 제1성형부와 제2성형부의 작용관계를 도시하는 사용상태도.
도 4는 도 3의 롤러 성형홈을 나타내는 도면으로 도 3의 A 부분의 확대도.
도 5는 도 1의 제1성형부와 제2성형부의 정렬상태를 나타내는 사용상태도.
도 6은 도 1의 성형장치에서 제1롤러와 제2롤러의 좌우이동 및 승하강 이동 상태를 나타내는 사용상태도.
도 7은 H형강을 도 1의 성형장치에 삽입하여 성형하는 과정을 나타내는 사시도.
도 8은 도 7의 사용상태도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형장치로 형강의 모서리가 성형홈 내에서 성형되는 과정을 도시하는 상세도.
도 10은 제2곡률부가 없는 성형홈을 가진 롤러로 성형하는 과정을 도시하는 상세도.
도 11과 12는 동일한 두께의 플랜지를 가지지만 웨브의 길이가 서로 다른 두 개의 H형강을 성형하기 위하여 제1롤러와 제2롤러 사이의 거리를 조절하는 과정을 도시하는 사용상태도.
도 13은 도 11 내지 12의 H형강과 두께가 다른 플랜지를 가진 H 형강을 성형하기 위하여 해당하는 폭의 성형홈을 상호 정렬하는 과정을 도시하는 사용상태도.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 성형장치의 사시도.
도 15 내지 16은 도 14의 성형장치를 이용해 T형강과 평강을 성형하는 과정을 도시하는 사용상태도.
도 17는 본 발명의 다른 실시예에 따른 형강의 성형방법을 도시하는 순서도.

출원인은 앞서 본 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 성형장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 성형장치의 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바에 의하면, 본 발명의 성형장치(1)는 제1성형부(4)와, 제2성형부(6)를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 성형장치(1)는, 제1성형부(4)와 제2성형부(6)를 지지하는 지지체(2)와, 제1성형부(4)를 이동시키는 이동수단(5)과, 상기 지지체(2)를 지지하는 베이스(3)를 추가로 포함할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제2성형부(6)를 구동하는 구동수단(7)을 추가로 포함할 수도 있다.

도 2에 도시된 바에 의하면, 상기 제1성형부(4)는 제1롤러(42), 제1회전축(40)을 포함한다. 상기 제1롤러(42)는 하나 이상의 롤러로 이루어져 있으며, 각각의 롤러는 전체적으로 실린더 형상을 가지며 그 원주둘레를 따라 일정 깊이 파여 형성된 성형홈이 형성된다. 상기 성형홈은 도 3, 도 5, 도 11, 도 12, 도13에 도시된 바와 같이 축방향으로 일정 간격 이격되어 제1성형홈(421), 제2성형홈(422), 제3성형홈(423) 등과 같이 하나 이상이 형성된다. 상기 제1 내지 제3성형홈은 성형이 요구되는 형강의 규격에 따라 각각 폭이 서로 상이하거나 동일할 수 있으며, 성형홈 사이의 간격도 서로 다르게 배치될 수도 있다. 성형되는 형강 예를들면, H형강의 경우 웨브의 길이 L, 플랜지의 높이 H, 플랜지의 두께 T가 규격에 따라 상이하므로, 이들 다양한 규격의 형강을 성형하기 위하여 다양한 성형홈의 폭 w1, 성형홈간의 간격 w2, 성형홈의 개수를 가진 롤러가 구비될 수 있다. 본원에서 축방향은 회전축이 회전하는 중심선의 방향을 의미하며, 반경방향이라 함은 롤러의 외주면에서 중심방향으로 이어지는 방향을 의미한다.

또한, 상기 성형홈은 도 4에 도시된 바와 같이 반경 방향으로 일정 깊이 함입되어 형성되는데 내측 양 모서리 부위에 제1곡률반경 R1을 가진 제1곡률부(420a)와, 양측의 제1곡률부(420a) 사이에 형성되는 제2곡률반경 R2를 가진 제2곡률부(420b)를 포함한다.

상기 제1곡률부(420a)는 홈의 내측면의 모서리에 형성되는 부분으로 제1곡률반경을 가지며 성형홈으로 삽입되는 형강의 플랜지 모서리(f1)를 가압하여 1차적으로 라운드지게 성형하게 된다. 상기 제1곡률부는 내측의 양측에 구비되므로 플랜지(f) 두 모서리(f1)가 동시에 라운드지게 성형된다.

상기 제2곡률부(420b)는 두개의 상기 제1곡률부(420a) 사이에 형성되는 부분으로서 제2곡률반경을 가지고 있으며, 도 9에 도시된 바와 같이 플랜지의 모서리(f1)가 양측의 제1곡률부에 의해 라운드지게 성형될 때 성형과정에서 금속재료의 흐름이 화살표 M 처럼 발생하고 흐르는 금속재료가 자연스럽게 흘러들 수 있는 성형공간(G)을 제공하게 된다. 상기 제2곡률부의 제2곡률반경 R2는 바람직하게는 제1곡률반경 R1보다 크게 하여, 제1곡률부의 곡률보다 더 완만하게 하여 금속재료가 자연스럽게 성형공간(G)으로 흘러들게 하여 성형 완성도를 높일 수 있게 한다. 여기서, 성형 완성도가 높다는 것은, 도 9에 도시된 바와 같이 성형후 플랜지의 모서리가 전체적으로 완만하게 곡률이 연결됨을 의미하기도 하고 성형후 추가적인 기계가공이 필요하지 아니하거나 최소화할 수 있다는 것을 의미하기도 한다. 제2곡률부의 곡률반경이 제1곡률부의 것보다 작을 경우, 제2곡률부에 의해 형성되는 성형공간(G)이 커지게 되어, 제1곡률부에 의해 성형되고 흐르는 금속재료가 성형공간 전체를 채우지 못하고 부분적으로만 채워지게 되거나 제1곡률부의 곡률이 끝나서 제2곡률부로 이어지는 부분에서 갑자스럽게 곡률이 급해져, 성형후 형강의 모서리에 자연스러운 곡면이 형성되지 못하여 모서리에 또 다른 그라인딩 등과 같은 추가적인 기계가공 공정이 필요하게 되어 생산성을 떨어뜨리게 된다.

도 10은 제2곡률부 없이 제1곡률부만 있는 경우에 성형과정을 도시하고 있는데, 이런 경우에는 1차적으로 제1곡률부(420a)에 의해 모서리가 라운드지게 성형되긴 하지만, 성형과정에서 발생하는 재료가 흘러가 성형공간이 없기 때문에, 흘러 들 곳이 없는 재료가 성형홈 바깥으로 흘러나와서 모서리 부근에 버(f2)를 형성하게 되어, 나중에 버를 그라인딩하거나 커팅하여 제거하는 추가 공정이 필요하게 되어 생산성을 떨어뜨리게 된다. 이는 종래의 성형방법과 대동소이한 결과를 가져온다.

상기 제1롤러(42)는 하나 이상이 제1회전축(40)에 삽입되게 되는데, 동시에 성형되어야 하는 플랜지의 모서리 개수 즉 형강이 H형강인지, 평강인지, T형강인지 여부에 따라 적절하게 선택될 수 있다.

상기 제1회전축(40)은 제1롤러(42)가 삽입되는 축으로서 제1롤러와 일체가 되어 회전될 수도 있고 아니면 제1회전축은 고정되고 제1롤러만 제1회전축에 대해 회전할 수도 있는데, 양측 끝단에 이동수단(5)의 이송체(53)에 삽입되는 축경부(401)를 가지며 축경부가 이송체에 삽입된다. 제1회전축이 회전하는 경우에는 회전가능하게 이송체(53)에 결합되고, 회전이 필요하지 아니한 경우에는 회전가능하지 않게 고정된다. 중요한 점은, 제1회전축에 삽입된 제1롤러(42)는 회전하여야 한다는 점이다. 제1롤러와 제1회전축이 일체가 된 경우에는, 도시된 바와 같이 제1회전축과 제1롤러의 축공의 내주면상에 키홈을 각각 형성하고 키홈에 키를 삽입하여 양자를 일체로 체결할 수 있다, 한편, 제1회전축이 회전하지 아니하는 경우에는 제1롤러만 회전하면 되므로 키나 키홈과 같은 구성은 필요하지 아니하다.

상기 제2성형부(6)는 제1성형부(6)와 마찬가지로 제2롤러(62)와 제2회전축(60)을 포함한다. 제2롤러(62)는 제1롤러와 마찬가지로 성형홈을 가지며, 상기 성형홈은 제1롤러의 성형홈과 마찬가지로 하나이상의 제1성형홈(621), 제2성형홈(622), 제3성형홈(623) 등을 가질 수 있으며, 각각의 성형홈들은 모두 앞서 본 제1롤러의 성형홈과 마찬가지로 제1곡률부(620a)와 제2곡률부(620b)를 포함하고 이들의 곡률반경도 제1롤러의 것과 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다. 또한, 상기 제2롤러(62)는 제2회전축이 삽입되는 축공(625)의 내주면에는 키홈(625a)을 포함하는데, 아래 설명하는 키(K)에 의해 제2회전축의 동력이 제2롤러에 전달되게 된다.

상기 제2회전축(60)은 제1회전축과 마찬가지로 그 양단에 축경부(601)을 포함하고 이송체(53)에 삽입고정된다. 다만, 제1회전축과의 차이점은, 제2회전축은 회전하거나 회전하지 아니하여도 되는 제1회전축과 달리 반드시 회전하여야 한다는 점이다. 그래서, 상기 제2회전축(60)의 일단은 구동수단(7)에 연결되어, 구동수단(7)으로부터 동력을 전달받아 회전하게 된다. 구동수단은 전기에 의해 작동되는 전동모터와 유압에 의해 작용하는 유압수단 등을 모두 포함한다. 또한, 상기 제2회전축(60)은 축방향으로 키홈(602)를 가지며, 상기 키홈(602)는 상기 제2롤러(62)의 키홈(625a)과 정렬되고 그 사이에 키(K)가 삽입되어 구동수단(7)에 의해 제2회전축이 회전할 때 함께 제2롤러도 회전하면서 형강을 이송시키게 된다.

상기 지지체(2)는 제1성형부의 제1회전축(40)과 제2성형부의 제2회전축(60)의 양측단부를 축방향에 직각방향으로 이동가능하게 지지하는 판형상의 부재로서 회전축들의 양단부에 각각 위치되며, 소정 부위에 회전축들의 이동을 허용하는 장방향으로 형성된 안내공(21)과 안내공의 내측면에서 돌출된 안내돌기(22)를 포함한다. 상기 안내공(21)은 지지체의 일정 부위에 장방향으로 슬롯된 구멍인데 후술하는 이송체가 여기에 삽입되어 안내된다. 또한, 상기 안내돌기(22)는 상기 안내공의 내측면의 양측 또는 일측에 형성된 돌기로서 이송체가 끼움되어 안내되게 된다. 물론, 안내돌기 대신에 안내홈이 사용될 수도 있음은 당연한다.

상기 이송수단(50)은 상기 회전축에 고정된 체 이동하는 이송체(53)와 상기 이송체를 이동시키는 이송스크류(52)와 상기 이송스크류에 결합되어 회전력을 전달하는 핸들(51)을 포함한다.

상기 이송체(53)는 상기 안내공(21)에 상보적인 일정 형체 예컨대 육면체 형상을 가진 부재로서 제1이송체(531)와 제2이송체(532)를 포함한다.

상기 제1이송체(531)은 제1회전축에 결합되는 이송체로서, 일측에는 이송스크류(52)의 일단이 회전가능하게 결합되는 스크류결합공(531a)과 다른 일측에는 상기 제1회전축(40)이 결합되는 회전축결합공(531b)을 포함한다. 상기 스크류결합공(531)은 내주면에 베어링(미도시)을 포함하고 여기에 이송스크류의 일측이 결합될 수 있도록 되어, 상기 이송스크류를 회전시킬 경우 이송스크류가 승하강함에 따라 제1이송체가 안내돌기(22)를 따라 함께 동기화되어 이동할 수 있게 된다. 또한, 상기 회전축결합공(531b)은 상기 제1회전축의 삽입축(401)이 베어링(미도시)을 게재하여 삽입고정된다. 제1회전축이 회전하게 할 경우에는 베어링을 게재하여 회전가능하게 구성하면 되지만, 그렇지 않을 경우 즉 제1롤러만 회전해도 되는 경우에는 굳이 베어링을 게재하지 아니하고 삽입축(401)이 압입고정될 수도 있다.

상기 제2이송체(532)는 제1이송체와 동일한 구성을 가질 수도 있지만 큰 차이점은 제1회전축이 회전가능하게 또는 불가능하게 결합되는 제1이송체(531)와 달리 제2회전축은 항상 베어링을 게재하여 회전가능하도록 결합되어야 한다. 이는 구동수단(7)에 의해 제2회전축(532)이 동력을 전달받기 때문에 구동수단의 축과 함께 동기화되어야 하기 때문이다.

상기 이송스크류(52)는 외주면에 나사선이 형성되어 있고 지지체(2)의 나사공(23)을 통해 제1이송체에 결합된다. 앞서 본 바와 같이, 제1이송체(531)의 스크류결합공에 베어링을 게재하여 체결되므로, 이송스크류(52)를 회전시키게 되면, 이송스크류는 상기 지지체(2)의 나사공(23)의 나사산을 타고 승하강하게 되며, 소정의 위치에 도달하면 셀프락킹기능에 의해 멈추어 있게 된다.

상기 핸들(51)은 이송스크류의 반대측 일단에 결합되어 쉽게 이송스크류를 회전시킬 수 있도록 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 성형장치(1)는 베이스(3)를 추가로 포함하며, 상기 베이스(3)는 베이스판(31)과 이를 지지하는 다리(33)을 포함할 수 있다.

출원인은 이하에서 도 3 내지 17을 참조하여 본 발명의 작용관계나 다른 실시예를 살펴본다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제1회전축(40)에는 제1롤러(42)가 그리고 제2회전축(60)에는 제2롤러(62)가 화살표 C 방향으로 축방향으로 이동가능하게 끼워져 있다. 또한, 제1회전축의 양단은 제1이송체(531)에 그리고 제2회전축의 양단은 제2이송체(532)에 결합된다. 그리고, 이송스크류(52)는 제1이송체(531)의 스크류결합공(531a)에 회전가능하게 결합된다. 따라서, 핸들(51)을 돌리면 이송스크큐(52)가 축방향에 직각방향으로 이동 하게 되고, 이에 결합된 제1회전축도 화살표 D 방향으로 함께 승하강을 하게 된다. 또한, 제2롤러(62)는 제2회전축(60)에 키(K)를 통해 결합되므로 제2회전축이 구동수단(7)에 의해 회전하면 제2롤러도 함께 회전하게 된다. 이 처럼, 제2회전축은 구동수단에 의해 회전하는 반면, 제1회전축은 제2회전축의 회전에 의해 형강이 삽입되어 이동되기 시작하면 그 힘에 의해 제2롤러도 회전하게 된다. 이때, 제1롤러(42)가 제1회전축(42)에 키(K)를 통해 결합되어 있으면 제1회전축도 함께 회전해야 하므로 제1회전축의 삽입축(401)은 제1이송체의 회전축결합공(531b)에 베어링을 게재하여 삽입되어 제1회전축에 대해 상대 회전이 가능하도록 구성된다.

또한, 본 발명의 성형방법은 도 17에 도시된 바와 같이 정렬단계(s1), 형강삽입단계(s2), 롤러가압단계(s3)와 성형단계(s4)를 포함한다.

상기 정렬단계(s1)은 롤러선정단계(s11)와 거리조절단계(s12)를 포함한다.

상기 롤러선정단계(s11)는 성형이 요구되는 형강의 종류나 규격을 고려하여 플랜지 두께 T, 웨브의 길이 L, 플랜지의 높이 H에 맞는 롤러를 선정하는 단계이다. 하나의 성형장치로 다양한 규격의 형강을 성형하기 위하여 다양한 롤러를 구비하는 것은 매우 중요하다. 예를 들면, 성형홈의 폭 W, 하나의 롤러에서 성형홈 즉 제1성형홈과 제2성형홈과 제3성형홈간의 간격, 성형홈의 개수, 롤러의 직경과 같은 변수를 다양하게 반영한 다수의 롤러를 유닛으로 구비하는 것이 필요하다.

상기 거리조절단계(s12)는 제1롤러의 롤러들 사이와 제2롤러의 롤러들 사이의 거리조절, 제1롤러와 제2롤러 사이의 거리조절을 수행하는 단계이다.

도 3과 도 5에 도시된 바와 같이, 제1성형부(4)와 제2성형부(6)를 정렬함에 있어서, 제1롤러와 제2롤러 사이의 간격이 서로 일정 거리 n 만큼 형성되도록 정렬된다. 거리 n은 성형되는 형강의 규격 구체적으로 형강의 플랜지 높이 H에 따라 결정된다.

그리고, 앞서 본 바와 같이, 제1롤러(42)와 제2롤러(62)는 하나 이상이 구비되는데, 평강이나 T형강의 플랜지 모서리를 성형할 경우에는 도 14 내지 16에 도시된 바와 같이 적어도 하나 이상의 롤러로 그리고 H 형강인 경우에는 적어도 2 이상의 롤러로 구성되어야 한다. 나아가, 제1롤러(42)와 제2롤러(62)의 정렬시에는, 제1롤러의 성형홈과 대향되는 제2롤러의 성형홈이 도 5의 정렬선 B을 따라 서로 일렬로 정렬되어야 한다. 이는 형강의 플랜지 일측의 모서리가 제1롤러의 성형홈에 삽입되고 대향되는 타측의 모서리가 제2롤러의 성형홈에 삽입되어 성형홈에 삽입되는 형강의 플랜지의 모든 모서리가 동시에 성형되도록 하기 위함으로 매우 중요한 요소이다.

또한, 제1롤러의 롤러 사이 그리고 제2롤러의 롤러 사이의 거리는 성형되는 형강의 규격 구체적으로 형강의 웨브의 길이 L에 따라 결정된다. 도 11과 도 12를 참조하면, 웨브의 길이가 L1인 H형강, 길이가 L2인 H형강을 성형할 때, 롤러 사이의 거리를 D1, D2로 조절하게 된다. 도 13은 형강의 플랜지 두께 T2에 따라 성형홈을 선택하는 과정을 도시하고 있다. 도 11과 도 12의 경우 두께 T1인 형강을 성형하기 위하여 제3성형홈(423,623) 기준으로 정렬되지만, 도 13의 경우, 두께 T2인 형강을 성형하기 위하여 제1성형홈(421,621) 기준으로 정렬되게 된다.

상기 형강삽입단계(s2)는 상기 롤러 정렬단계가 완료되면 도 7과 도 8에 도시된 바와 같이 소정의 형강의 플랜지 모서리를 제1롤러와 제2롤러의 성형홈에 삽입하여 성형을 준비하는 단계이다.

상기 롤러가압단계(s3)는 상기 형강삽입단계가 완료되면 이송스크류(52)를 회전시켜 제1롤러를 하측으로 가압하여 제1롤러의 성형홈과 제2롤러의 성형홈 사이에 위치된 형강의 플랜지와 성형홈 사이에 불필요한 공간이 형성되지 않도록 하여 성형효율을 높이는 단계이다. 상술한 바와 같이, 상기 이송스크류(52)는 셀프락킹기능이 있기 때문에, 가압하더라도 그 잠김상태가 풀리지 않게 되어 형강에 대한 가압상태를 유지하게 된다.

상기 성형단계는 상기와 같이 정렬단계나 가압단계 등이 완료되면, 구동수단(7)을 작동시켜 제2회전축(60)을 회전시키고 제2롤러(62)가 회전하도록 하여 형강이 제1롤러와 제2롤러의 성형홈을 따라 이동하면서 도 9에 도시된 바와 같이 제1롤러의 성형홈 그리고 제2롤러의 성형홈에 위치된 형강의 플랜지(f)의 모서리 f1은 제1곡률부(420a, 620a)에 의해 1차적으로 라운드지게 성형되고, 성형과정에서 흐르는 재료는 화살표 M 방향으로 제2곡률부(420b,620b)에 의해 형성된 성형공간(G)으로 흘러들어 모서리가 전체적으로 라운드지게 성형된다. 이때, 중요한 점은, 제2곡률부로 인해 재료의 자연스러운 흐름을 흡수할 수 있도록 함으로써 형강의 모서리가 종전에 비해 더욱 라운드지게 성형될 수 있다는 점이다. 예를 들면, 기존에는 모서리가 1.5R 정도가 최대였지만, 본 발명에 의하면 3R 이상으로 성형이 가능하다는 것입니다. 이 처럼, 보다 라운드지게 성형해야 하는 이유는 도색작업의 용이성과 도색후 형강의 모서리 부위에서 시작되는 부식을 방지하여 선박이나 구조물의 안전이나 내구성을 높이기 위함이다. 그리고, 제2곡률부의 곡률반경(R2)은 제1곡률부의 곡률반경(R1)보다 크게 하여 더욱 완만하게 구현하는 것이 바람직한데, 이는 제1곡률부에서 제2곡률부로 자연스럽게 곡면이 이어지도록 하여 재료흐름에 대한 저항을 줄여 성형성을 높일 수 있고 나아가 제2곡률부의 곡률반경이 작아져 성형공간이 커져 제1곡률부에 의해 라운드지게 성형되면서 밀려난 재료가 성형공간을 모두 채우지 못해 성형후 추가적인 기계가공 공정이 발생하지 않도록 하기 위함이다. 도 10을 보면, 성형공간이 없을 경우, 성형과정에서 재료가 성형홈 외부로 흘러 버(f2)가 생성되게 되어 이를 제거하기 위한 절삭이나 그라인딩 같은 추가적인 기계가공공정이 필요하게 되어 생산성이 현저하게 떨어지게 된다.

도 14 내지 도 16은 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 도면인데, 도 14는 제1롤러나 제2롤러가 한개만으로 이루어져 있어서, T형강(도 15 참조)이나 평강(도 16 참조)의 플랜지 모서리를 성형하는 성형장치를 나타낸다.

출원인은 이상에서 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 다양한 실시예를 기술하였지만, 본 발명의 권리범위는 본 실시예에 국한되지 아니하고 다양한 변경예와 실시예에 미친다고 보아야 한다.

1: 성형장치
2: 지지체 21:안내공 22:안내돌기
3: 베이스 31: 상판 33:다리
4: 제1성형부 40:제1회전축 401:삽입축
42:제1롤러, 421: 제1성형홈, 420a: 제1곡률부, 420b:제2곡률부,
R1: 제1곡률반경, R2: 제2곡률반경, G: 성형공간,
422:제2성형홈, 423: 제3성형홈
6;제2성형부 60:제2회전축 601:삽입축
62: 제2롤러, 621:제1성형홈, 620a: 제1곡률부, 620b:제2곡률부,
622:제2성형홈, 623:제3성형홈
5: 승하강레버, 51;핸들, 52:이송스크류, 53:이송체
s:형강, f:플랜지, f1:모서리

Claims

삭제
삭제
형강의 모서리를 둥글게 성형하는 성형장치에 있어서,
상기 성형장치는 제1성형부와 제2성형부를 포함하고, 상기 제1성형부와 제2성형부는 각각 둘레를 따라 성형홈을 가진 하나 이상의 제1롤러와 하나 이상의 제2롤러를 가지며,
상기 제1롤러와 제2롤러는 일정 거리를 두고 서로 대향하게 이격되어 위치되고, 제1롤러의 성형홈은 제2롤러의 성형홈과 일렬로 정렬되어, 제1롤러의 성형홈과 제2롤러의 성형홈에 형강의 양측 모서리들이 인입되어 동시에 라운드지게 성형될 수 있으며,
상기 제1롤러와 제2롤러의 성형홈은 롤러의 원주 둘레를 따라 반경방향으로 일정 깊이 함입되어 형성되고 내측 양 모서리 부위에 제1곡률반경을 가진 제1곡률부와, 상기 제1곡률부 사이에 이어지는 제2곡률부를 가지며, 상기 제2곡률부는 제1곡률부에 의해 성형된 형강의 모서리 재료가 흘러들 수 있는 성형공간을 규정하고,
상기 제1곡률부의 곡률반경은 제2곡률부의 곡률반경보다 작아서, 성형되는 재료가 자연스럽게 상기 성형공간으로 유입되는 것을 특징으로 하는 형강 모서리 성형장치.
제3항에 있어서, 상기 제1롤러와 제2롤러의 성형홈은 2개 이상이며, 각각의 성형홈은 그 폭이 서로 상이하고, 대향하는 제1롤러의 성형홈과 제2롤러의 성형홈은 서로 동일한 폭을 가진 성형홈이 서로 일렬로 정렬되는 것을 특징으로 하는 형강 모서리 성형장치.
제3항에 있어서, 상기 제1성형부의 제1롤러와 제2성형부의 제2롤러는 각각 축방향으로 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 형강 모서리 성형장치
제5항에 있어서, 상기 제1성형부는 축방향에 직각방향으로 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 형강 모서리 성형장치
제6항에 있어서, 상기 제1성형부는 하나 이상의 상기 제1롤러의 중심을 관통하는 제1회전축을 포함하고, 제2성형부는 하나 이상의 상기 제2롤러의 중심을 관통하는 제2회전축을 포함하며, 제2성형부는 상기 제2롤러가 상기 제2회전축과 일체가 되어 함께 회전하며, 상기 제2회전축은 구동수단으로부터 동력을 전달받아 구동되는 것을 특징으로 하는 형강 모서리 성형장치.
제7항에 있어서, 상기 제1성형부를 축방향에 직각방향으로 이동시키는 이동수단을 포함하며, 상기 이동수단은 제1성형부의 제1회전축의 양단부에 각각 체결된 이송스크류를 포함하고, 상기 이송스크류는 셀프락킹이 가능한 것을 특징으로 하는 형강 모서리 성형장치.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제