KR101334061B1 - 스트레치 벤딩장치 - Google Patents

Abstract

스트레치 벤딩장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 스트레치 벤딩장치는 중앙 후측에 힌지 프레임이 구성되는 벤딩 다이; 상기 벤딩 다이의 중앙 일측에 설치되는 금형유닛; 상기 금형유닛을 기준으로 상기 벤딩 다이 상의 양측과 상기 힌지 프레임 사이에 각각 구성되어 각 힌지축을 중심으로 회전 테이블이 회전 구동되는 한 쌍의 회전유닛; 및 상기 각 회전유닛의 회전 테이블 상에 구성되어 공급되는 직선빔의 양단을 각각 클램핑하여 일정압력으로 당기는 스트레칭유닛을 포함하는 스트레치 벤딩장치에 있어서, 상기 금형유닛은 상기 벤딩 다이의 중앙에 회전축을 통하여 회전 가능하게 설치되는 턴테이블; 서로 다른 사양으로 형성되어 상기 턴테이블 상에 설치되는 다수개의 벤딩 금형; 상기 회전축의 하부 일측에 설치되는 피동기어; 상기 회전축에 이웃하여 상기 벤딩 다이의 일측에 설치되는 모터; 상기 모터의 축에 설치되어 상기 피동기어와 치합되는 구동기어를 포함한다.

Description

스트레치 벤딩장치 {STRETCH BENDING DEVICE}

본 발명은 벤딩장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 롤 포밍으로 성형된 고강도의 직선 성형빔을 스트레치 벤딩하기 위한 스트레치 벤딩장치에 관한 것이다.

일반적으로 벤딩장치는 빔류를 일정한 곡률로 벤딩 성형하기 위한 것으로, 특히, 차량용 범퍼빔과 같이 롤 포밍 공정을 통하여 성형된 직선 성형빔을 일정 곡률로 벤딩 성형하는데도 적용된다.

즉, 상기 벤딩장치는, 도 1에서와 같은 직선빔(1)을 벤딩 성형하여, 도 2에서와 같은 일정 곡률을 갖는 곡선의 성형빔(3)으로 제작한다.

여기서, 직선빔(1)은 전면(F1)에 대하여 상면(F2)과 하면(F3)을 가지며, 전면(F1)의 중앙에는 강성을 보강하기 위해 요부(G)를 형성하며, 일반 승용 차량에 적용되는 범퍼빔에 비하여 폭(W)이 상대적으로 넓은 대형 트럭의 범퍼빔에도 적용될 수 있다.

한편, 이러한 직선빔(1)은 일반적인 롤 벤딩기나 라운드 벤더 등으로 벤딩할 수 도 있으며, 고강성 직선빔(1)의 경우, 도 3에서 도시한 바와 같이, 스트레치 벤딩장치를 적용할 수 있다.

상기 스트레치 벤딩장치는 성형빔의 양단을 당기면서 일정 형상의 금형에 대하여 스트레치 벤딩시킴으로써 강성이나 스프링 백을 제어하여 성형 곡률의 치수 정밀도를 높이게 된다.

즉, 도 3을 참조하면, 상기한 스트레치 벤딩장치(110)는 기본적으로, 벤딩 다이(120), 금형유닛(130), 회전유닛(140), 및 스트레칭유닛(150)을 포함한다.

먼저, 상기 벤딩 다이(120)에는 중앙 후측에 힌지 프레임(121)이 별도로 설치된다.

그리고 상기 금형유닛(130)은 직선빔(1)을 일정 곡률로 성형하기 위해 벤딩 다이(120)의 상부면 중앙 일측에 설치된다.

상기 금형유닛(130)은 금형의 전면에 곡률 성형을 위한 일정 곡률의 곡률 성형면(133)이 형성된다.

그리고 상기 회전유닛(140)은 한 쌍으로 구비되며, 금형유닛(130)의 양측 하부에 대응하여 벤딩 다이(120) 상에 힌지축(141)을 두고, 상기 힌지축(141)을 중심으로 회전 테이블(143)이 실린더 구동에 의해 회전하도록 구성된다.

상기 회전 테이블(143)은 회전 실린더(145)에 의해 회전 구동력을 제공받는데, 상기 회전 실린더(145)는 힌지 프레임(121)과 상기 회전 테이블(143) 사이에 설치된다.

그리고 상기 스트레칭유닛(150)은 각 회전유닛(140)의 회전 테이블(143) 상에 구성되어 공급되는 직선빔(1)의 양단을 각각 클램핑하여 일정압력으로 당기는 스트레칭 작동을 이룬다.

즉, 스트레칭유닛(150)은 상기 회전 프레임(143) 상의 회전 단부측에 스트레칭 실린더(151)가 설치되고, 상기 스트레칭 실린더(151)의 작동로드 선단에는 토글 클램퍼(154)가 구성된다. 이 토글 클램퍼(154)는 상기 회전 프레임(143) 상에 안내레일(155)을 따라 슬라이드 안내되도록 설치된다.

여기서, 토글 클램퍼(154)는 상기 직선빔(1)의 단부를 일정압력 이상으로 클램핑하여 상기 스트레칭 실린더(151)에 의한 스트레칭 작동을 유지할 수 있도록 클램핑 실린더유닛(156)의 작동에 의해 복수의 클램핑부재(157)가 구동하도록 구성된다.

따라서 상기한 스트레치 벤딩장치(110)는 금형유닛(130)의 전방으로 벤딩 소재인 직선빔(1)이 투입되면, 양측 스트레칭 실린더(151)가 전진하여 각 토글 클램퍼(154)가 직선빔(1)의 양측 단부를 클램핑한다.

이러한 상태에서, 상기 양측 회전 실린더(145)가 동일한 속도록 후진 구동하여 힌지축(141)을 회전중심으로 각 회전 프레임(143)의 단부를 후방으로 당겨 회전시키며, 이와 동시에 상기 양측 토글 클램퍼(154)도 각 스트레칭 실린더(151)의 후진 구동으로 직선빔(1)의 양 단부를 일정 압력으로 당겨 스트레칭 작동시킨다.

이에, 상기 직선빔(1)은 스트레칭 작동과 동시에, 금형유닛(130)에 대한 벤딩 성형이 이루어져 곡률을 갖는 성형빔(3)으로 성형된다.

그러나 상기한 종래의 스트레치 벤딩장치(110)는 다른 사양의 빔을 곡률 성형하기 위해서는 중량물인 금형유닛을 수시로 교체하여야 하는데, 이에 따른 안전사고의 위험이 있으며, 이는 생산성 저하의 원인이 된다.

본 발명의 실시 예는 다양한 사양의 벤딩 금형을 회전하는 턴테이블 상에 구성하고, 사양에 따른 벤딩 금형을 전방으로 위치시켜 스트레치 벤딩작업을 진행할 수 있도록 하여 금형 교체시간을 최소화하고 안전하게 금형을 교체할 수 있도록 하는 스트레치 벤딩장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 중앙 후측에 힌지 프레임이 구성되는 벤딩 다이; 상기 벤딩 다이의 중앙 일측에 설치되는 금형유닛; 상기 금형유닛을 기준으로 상기 벤딩 다이 상의 양측과 상기 힌지 프레임 사이에 각각 구성되어 각 힌지축을 중심으로 회전 테이블이 회전 구동되는 한 쌍의 회전유닛; 및 상기 각 회전유닛의 회전 테이블 상에 구성되어 공급되는 직선빔의 양단을 각각 클램핑하여 일정압력으로 당기는 스트레칭유닛을 포함하는 스트레치 벤딩장치에 있어서, 상기 금형유닛은 상기 벤딩 다이의 중앙에 회전축을 통하여 회전 가능하게 설치되는 턴테이블; 서로 다른 사양으로 형성되어 상기 턴테이블 상에 설치되는 다수개의 벤딩 금형; 상기 회전축의 하부 일측에 설치되는 피동기어; 상기 회전축에 이웃하여 상기 벤딩 다이의 일측에 설치되는 모터; 상기 모터의 축에 설치되어 상기 피동기어와 치합되는 구동기어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스트레치 벤딩장치를 제공할 수 있다.

또한, 상기 다수개의 벤딩 금형은 전면에 서로 다른 곡률의 곡률 성형면이 형성될 수 있다.

또한, 상기 다수개의 벤딩 금형은 적어도 2개 이상의 벤딩 금형일 수 있다.

또한, 상기 모터는 회전방향 및 회전수 제어가 가능한 서보모터로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시 예는 다양한 사양의 벤딩 금형을 회전하는 턴테이블 상에 구성하고, 사양에 따른 벤딩 금형을 전방으로 위치시켜 스트레치 벤딩작업을 진행할 수 있도록 함으로써 금형의 교체시간을 최소화하고 안전하게 금형을 교체할 수 있도록 한다.

또한, 일정 곡률의 곡률 성형면이 형성된 벤딩 금형에 대하여 큰 고강도 성형빔의 양단을 당기는 스트레칭 작동과 함께 벤딩 성형을 이루어 강성이나 스프링 백을 제어하여 성형 곡률의 치수 정밀도를 높일 수 있다.

또한, 롤 포밍으로 성형된 고강도 성형빔을 스트레치 벤딩함으로써 폭이 상대적으로 넓은 성형빔의 경우에도 벤딩 내측면에 발생하는 주름과 버클링을 방지할 수 있다.

도 1은 일반적인 롤 포밍 공정으로 성형된 직선 성형빔을 도시한 사시도이다.
도 2는 일반적인 벤딩장치를 이용하여 벤딩 성형한 곡선 성형빔을 도시한 사시도이다.
도 3은 일반적인 스트레치 벤딩장치의 평면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스트레치 벤딩장치의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 스트레치 벤딩장치의 정면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 스트레치 벤딩장치에 적용되는 금형유닛의 작동 상태도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

단, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스트레치 벤딩장치의 평면도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 스트레치 벤딩장치의 정면도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 스트레치 벤딩장치(10)는 차량용 범퍼빔과 같이 고강도 강판을 롤 포밍 공정을 통하여 성형한 고강도의 직선빔(1: 도 1 참조)을 스트레치 벤딩하기 위한 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 스트레치 벤딩장치(10)는 기본적으로 벤딩 다이(20), 금형유닛(30), 회전유닛(40), 및 스트레칭유닛(50)으로 구성된다.

상기 벤딩 다이(20)는 각 구성 요소들을 지지하는 프레임으로서, 하나의 프레임에 각 구성 요소들이 모두 설치될 수 있고, 구성 요소들이 서로 분활된 프레임에 구성될 수도 있다.

이러한 벤딩 다이(20)는 각종 블록, 돌기, 칼라, 플레이트, 브라켓 등에 의해 구성되는데, 이러한 파트들은 각 구성 요소들을 지지하기 위한 요소들이므로, 예외적인 경우를 제외하고 벤딩 다이(20)로 통칭한다.

또한, 벤딩 다이(20)에는 중앙 후측에 힌지 프레임(21)이 별도로 설치된다.

그리고 상기 금형유닛(30)은 직선빔(1)을 일정 곡률로 성형하기 위한 것으로서, 벤딩 다이(20)의 상부면 중앙 일측에 설치된다.

도 4를 참조하면, 상기 금형유닛(30)은 상기 벤딩 다이(20)의 중앙에 턴테이블(31)을 통하여 서로 다른 곡률(R1,R2,R3)의 곡률 성형면(F)을 갖는 제1,제2,제3 벤딩 금형(35R1, 35R2, 35R3)이 설치된다.

도 5를 참조하면, 상기 턴테이블(31)은 그 중앙부가 상기 벤딩 다이(20)에 회전 가능하게 설치되는 회전축(33) 상단에 설치된다.

또한, 상기 회전축(33)은 하부 일측에 피동기어(G1)가 설치되고, 상기 벤딩 다이(20)의 일측에 설치되는 모터(M)의 축에 구성된 구동기어(G2)가 상기 피동기어(G1)에 치합된다.

즉, 상기 모터(M)가 회전 구동하면, 구동기어(G1)와 피동기어(G2)의 기어작동에 의해 상기 턴테이블(33)이 일방향으로 회전 구동하여 상기 서로 다른 곡률(R1,R2,R3)의 곡률 성형면(F)을 갖는 제1,제2,제3 벤딩 금형(35R1, 35R2, 35R3) 중, 하나를 전방으로 위치시키게 된다.

여기서, 상기 모터(M)는 회전방향 및 회전수 제어가 가능한 서보모터로 이루어질 수 있다.

그리고 상기 회전유닛(40)은 좌우 한 쌍으로 구비되며, 전방의 벤딩 금형(35R1)의 양측 하부에 대응하여 벤딩 다이(20) 상에 힌지축(41)을 두고, 상기 힌지축(41)을 중심으로 회전 테이블(43)이 실린더 구동에 의해 회전하도록 구성된다.

즉, 회전유닛(40)은 상기 전방의 벤딩 금형(35R1)의 전면 양측에 대응하여 그 하부에서, 상기 벤딩 다이(20) 상에 회전 가능하게 힌지축(41)이 설치된다.

이 힌지축(41)은 하단이 벤딩 다이(20) 상에 베어링(B)을 통하여 설치되고, 상단은 별도의 설치 플레이트(44)에 베어링(B)을 개재하여 설치된다.

또한, 회전 프레임(43)은 일단부가 상기 힌지축(41)에 고정되어 벤딩 다이 (20)상에서 힌지축(41)을 회전중심으로 회전하도록 설치된다.

상기 회전 프레임(43)은 회전 실린더(45)에 의해 회전 구동력을 제공받는데, 상기 회전 실린더(45)는 힌지 프레임(21)과 상기 회전 프레임(43) 사이에 설치된다.

즉, 회전 실린더(45)는 그 후단이 상기 힌지 프레임(21)에 힌지(H) 연결되고, 그 작동로드(47)의 선단이 상기 회전 프레임(43)의 회전 외측에 힌지(H) 연결된다.

여기서, 상기 벤딩 다이(20)와 회전 테이블(43) 사이에는 상기 벤딩 다이(20)에 대하여 회전 테이블(43)의 회전을 가이드하도록 가이드유닛(60)이 구성될 수 있다.

즉, 가이드유닛(60)은 상기 회전 테이블(43)의 회전궤적을 따라 벤딩 다이(20)의 양측 단부에 가이더(61)가 설치된다.

이때, 상기 가이더(61)는 상기 회전궤적을 따르는 곡선의 판재로 구성되어 상기 벤딩 다이(20)의 양측 단부에 각각 설치된다.

또한, 상기 가이더(61)의 외측단에는 가이드 블록(63)이 끼워져 가이더(61)를 따라 안내되는데, 상기 가이드 블록(63)은 상기 회전 프레임(43)의 회전 단부에 설치되어 가이더(61)에 대하여 회전 프레임(43)의 회전 단부가 슬라이딩 지지되도록 한다.

한편, 상기 스트레칭유닛(50)은 각 회전유닛(40)의 회전 테이블(43) 상에 구성되어 공급되는 직선빔(1)의 양단을 각각 클램핑하여 일정압력으로 당기는 스트레칭 작동을 이룬다.

즉, 스트레칭유닛(50)은 상기 회전 프레임(43) 상의 회전 단부측에 스트레칭 실린더(51)가 브라켓(52)을 통하여 설치된다.

또한, 상기 스트레칭 실린더(51)의 작동로드(53) 선단에는 토글 클램퍼(54)가 연결되는데, 이 토글 클램퍼(54)는 상기 회전 프레임(43) 상에 안내레일(55)을 따라 슬라이드 안내되도록 설치된다.

여기서, 토글 클램퍼(54)는 상기 성형빔(1)의 단부를 일정압력 이상으로 클램핑하여 상기 스트레칭 실린더(51)에 의한 스트레칭 작동을 유지할 수 있도록 클램핑 실린더유닛(56)의 작동에 의해 복수의 클램핑부재(57)가 구동하는 일반적인 구성으로 적용할 수 있으며, 본 발명의 실시 예에서는 그 구체적인 구성의 설명을 생략한다.

따라서 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 스트레치 벤딩장치(10)의 작동은 양측 회전유닛(40)의 각 회전 실린더(45)가 전진한 상태로, 전방의 벤딩 금형(35R1)의 전방으로 벤딩 소재인 직선빔(1)이 투입되면, 양측 스트레칭유닛(50)의 각 스트레칭 실린더(51)가 전진 구동한다.

그러면, 양측 스트레칭유닛(50)의 각 토글 클램퍼(54)가 작동하여 성형빔(1)의 양측 단부를 클램핑한다.

이러한 직선빔(1)의 클램핑 상태에서, 상기 양측 회전유닛(40)의 각 회전 실린더(45)가 동일하게 후진 구동하여 힌지축(41)을 회전중심으로 각 회전 프레임(43)의 단부를 후방으로 당겨 회전시킨다. 동시에 상기 양측 토글 클램퍼(54)는 각 스트레칭 실린더(51)의 후진 구동으로 직선빔(1)의 양 단부를 일정 압력으로 당겨 스트레칭 작동시킨다.

이때, 각 회전 프레임(43)은 회전 단부가 가이드 블록(63)에 의해 가이더(61)를 따라 안내된다.

이에, 상기 직선빔(1)은 양 단부가 각 토글 클램퍼(54)에 클램핑된 상태로 스트레칭 실린더(51)에 의한 스트레칭 작동으로 당겨지며, 이와 동시에 양측 회전 실린더(45)의 작동으로 전방의 벤딩 금형(35R1)의 곡률 성형면(F)을 따라 휘어지면서 벤딩 성형이 이루어진다.

이와 같이, 직선빔(1)이 전방의 벤딩 금형(35R1)의 곡률 성형면(F)을 따라 일정한 곡률로 성형된 후에는 각 토글 클램퍼(54)는 클램핑력을 해제하고, 각 스트레칭 실린더(51)는 후진 구동함으로써 양측 토글 클램퍼(54)에 의한 성형빔(1)의 양 단부에 대한 클램핑 상태를 해제한다.

이후, 벤딩 성형이 완료된 곡선 성형빔(3; 도 2참조)은 전방의 벤딩 금형(35R1)으로부터 취출되며, 양측 토글 클램퍼(54)는 양측 회전 실린더(45)의 전진 구동으로 회전 프레임(43)과 함께 최초 위치로 복원된다.

본 발명의 실시 예에 따른 스트레치 벤딩장치(10)에 의하면, 스트레칭유닛(50)과 회전유닛(40)을 이용하여 전방의 벤딩 금형(35R1)의 곡률 성형면(F)에 대해 직선빔(1)을 스트레칭 작동과 함께 벤딩 성형함으로써 롤 포밍으로 성형된 고강도 성형빔(3)의 강성 및 스프링 백을 제어하여 성형 곡률의 치수 정밀도를 높이고 주름이나 버클링을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 스트레치 벤딩장치(10)는 치수가 다른 사양의 빔을 다른 사양의 곡률로 성형하는 경우, 모터(M)를 구동시켜 해당 벤딩 금형을 전방으로 배치한다.

도 6을 참조하면, 턴테이블(31) 상의 곡률 반경이 "R2"인 제2 벤딩 금형(35R2)을 전방으로 배치하기 위해서 모터(M)를 일방향으로 구동하면, 상기 모터(M)의 구동기어(G1)가 피동기어(G2)와 기어 작동하여 힌지축(33)을 회전시킨다.

그러면, 턴테이블(31)이 일방향으로 회전하여 상기 제2 벤딩 금형(35R2)을 전방으로 배치할 수 있게 된다.

이로써, 본 발명의 실시 예에 따른 스트레치 벤딩장치(10)는 다양한 사양의 벤딩 금형(35R1, 35R2, 35R3)을 회전하는 턴테이블(31) 상에 구성하여 사양에 따른 벤딩 금형을 간단하게 전방으로 위치시킬 수 있어 금형 교체시간을 최소화한다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

10: 스트레치 벤딩장치
20: 벤딩 다이 21: 힌지 프레임
30: 금형유닛 35R1, 35R2, 35R3: 벤딩 금형
31: 턴테이블 33: 회전축
F: 곡률 성형면 40: 회전유닛
41: 힌지축 43: 회전 프레임
45; 회전 실린더 50: 스트레칭유닛
51: 스트레칭 실린더 54: 토글 클램퍼
55: 안내레일 60: 가이드유닛
61: 가이더 63: 가이드 블록

Claims (4)

1. 중앙 후측에 힌지 프레임이 구성되는 벤딩 다이; 상기 벤딩 다이의 중앙 일측에 설치되는 금형유닛; 상기 금형유닛을 기준으로 상기 벤딩 다이 상의 양측과 상기 힌지 프레임 사이에 각각 구성되어 각 힌지축을 중심으로 회전 테이블이 회전 구동되는 한 쌍의 회전유닛; 및 상기 각 회전유닛의 회전 테이블 상에 구성되어 공급되는 직선빔의 양단을 각각 클램핑하여 일정압력으로 당기는 스트레칭유닛을 포함하는 스트레치 벤딩장치에 있어서,
   상기 금형유닛은
   상기 벤딩 다이의 중앙에 회전축을 통하여 회전 가능하게 설치되는 턴테이블;
   서로 다른 사양으로 형성되어 상기 턴테이블 상에 설치되며, 각각은 전면에 서로 다른 곡률의 곡률 성형면이 형성되는 다수개의 벤딩 금형;
   상기 회전축의 하부 일측에 설치되는 피동기어;
   상기 회전축에 이웃하여 상기 벤딩 다이의 일측에 설치되는 모터;
   상기 모터의 축에 설치되어 상기 피동기어와 치합되는 구동기어;
   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스트레치 벤딩장치.
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