KR101403200B1 - 튜브 벤딩 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 회전부재를 포함하는 장치몸체와 상기 장치몸체에 장착되고 상기 회전부재와 연계되며, 상기 회전부재의 회전에 의해 튜브를 벤딩하는 벤딩부 및 상기 장치몸체에 장착되고, 상기 벤딩부의 튜브 벤딩시 상기 회전부재의 비틀림을 방지토록 제공되는 회전부재 지지수단을 포함하는 튜브 벤딩 장치에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 튜브 벤딩시 회전축의 밀림 현상이 억제하여 튜브에 발생될 수 있는 주름 현상을 방지하는 효과를 기대할 수 있다.

Description

튜브 벤딩 장치{Apparatus for bending tube}
본 발명은 튜브 벤딩 장치에 관한 것으로, 구체적으로 튜브 벤딩시 튜브에 발생될 수 있는 주름 현상을 방지토록 구성된 튜브 벤딩 장치에 관한 것이다.
하이드로포밍(hydroforming) 기술은 기존의 스탬핑(stamping) 공법 및 주조(welding) 공법으로 생산하던 부품을 더 간단한 공정 즉, 심(seam) 용접(또는 저항 용접)된 튜브(파이프)를 소재로 하여 튜브(파이프) 양 끝단을 펀치로 실링(sealing)한 상태에서 파이프 내부에 수압을 상승시켜 원하는 형상으로 성형하는 기술이다.
하이드로포밍 작업을 위해서는 튜브를 일정한 크기로 절단 가공한 다음, 벤딩 머신을 이용하여 원하는 각도로 구부리는 벤딩 작업을 수행하는데, 도 1에 도시된 바와 같이 벤딩 작업은 튜브를 벤딩 머신의 벤드 다이(7)와 클람프(2.3) 사이에 넣고, 클람프(2,3)를 전진하여 튜브를 완전히 고정하고 벤드 다이(7)를 회전하여 튜브를 일정한 형상으로 구부리는 벤딩 작업을 한다.
벤딩작업시 클람프(2,3)로 튜브의 외경을 잡기 위하여 한쪽 클람프(2)를 다른쪽 클람프(3)를 밀 경우 한쪽 클람프(2) 작동 힘에 의하여 벤딩 머신의 몸체부(8)에 조립된 회전부재(5)가 도 2에 도시된 바와 같이 힘을 견디지 못하고 뒷부분으로 밀리게 된다.
이때 회전부재(5)의 밀림에 의하여 튜브를 고정하는 벤드 다이(7)가 밀리면서 회전부재(5)를 고정하는 커버(9)의 고정볼트가 풀리면서 몸체부(8)와 회전부재(5)의 간격이 발생하며, 이렇게 회전부재(5)의 중심이 맞지않은 상태에서 벤딩 작업을 할 경우 도 3에 도시된 바와 같이 튜브 내부에 주름 결함(B)이 발생한다.
또한 회전부재(5)가 몸체부(8)의 내경과 간섭되어 마찰이 발생되면서 정밀하게 가공된 몸체부(8) 내경을 파손하는 등의 문제도 있으며, 주름이 있는 튜브를 이용하여 하이드로포밍 작업을 할 경우 제품에 결함으로 연결되며, 이로 인하여 제품의 품질이 저하되는 등의 문제도 발생한다.
튜브를 벤딩하기 위한 종래 기술로는 특허공개번호 제 2011-0064522 호가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위해서 제안된 것으로서, 튜브 벤딩시 회전축의 밀림 현상이 억제되도록 회전축을 단단히 고정하여 튜브에 발생될 수 있는 주름 현상을 방지하는 장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 실시예는 다음과 같은 튜브 벤딩 장치를 제공한다.
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본 발명의 일 실시예에서는 회전부재를 포함하는 장치몸체와 상기 장치몸체에 장착되고 상기 회전부재와 연계되며, 상기 회전부재의 회전에 의해 튜브를 벤딩하는 벤딩부 및 상기 장치몸체에 장착되고, 상기 벤딩부의 튜브 벤딩시 상기 회전부재의 비틀림을 방지토록 제공되는 회전부재 지지수단을 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 회전부재 지지수단은, 상기 회전부재의 내부로 삽입되며, 상기 장치몸체의 회전축에 상기 회전부재가 일치되어 고정토록 지지하는 쐐기부 및 상기 장치몸체의 일단에 장착되고, 상기 쐐기부와 결합되어 상기 쐐기부를 상기 장치몸체에 고정시키는 결합부를 포함하여 구성될 수 있고, 상기 쐐기부는, 상기 회전부재의 길이방향으로 삽입되는 고정빔 및 상기 고정빔의 일단에 장착되며, 일방향으로 테이퍼지게 제공되는 쐐기블럭를 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예에서는 상기 결합부는, 상기 회전부재의 일단에 장착되고 상기 쐐기블럭이 삽입되는 체결링 및 상기 장치몸체에서 상기 체결링의 주변부에 배치되는 마찰저감부재를 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예에서는 상기 체결링은 테이퍼지게 제공되되, 상기 쐐기블럭이 상기 체결링의 내측으로 삽입되어 결합시 외측으로 벌어지도록, 상기 회전부재의 수직선을 기준으로 상기 체결링의 테이퍼진 각도는 상기 쐐기블럭의 테이퍼진 각도보다 작은 것으로 구성될 수 있다.
일 실시예에서는 상기 마찰저감부재는 상기 체결링으로부터 일정거리가 이격되어 설치되되, 상기 쐐기블럭이 상기 체결링에 삽입되고 상기 체결링이 벌어짐에 따라 상기 체결링이 상기 마찰저감부재와 밀접하도록 구성될 수 있다.
본 발명인 튜브 벤딩 장치의 일 실시예는 위와 같은 구성을 통하여 튜브의 벤딩시 발생될 수 있는 회전축의 밀림 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 이로 인해 튜브의 벤딩 과정에서 회전축의 밀림으로 인해 튜브의 벤딩 표면에 발생될 수 있는 주름 현상을 방지할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 종래 튜브 벤딩 장치의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 튜브 벤딩 장치의 측단면도.
도 3은 도 2에 도시된 튜브 벤딩 장치의 회전축 밀림으로 인해 벤딩된 튜브에 주름이 발생된 상태도.
도 4는 본 발명인 튜브 벤딩 장치의 측단면도.
도 5a는 도 4에 도시된 발명에서 쐐기부의 결합 전의 상태도.
도 5b는 도 5a에 도시된 발명에서 쐐기부의 결합 후의 상태도.
도 6은 도 4에 도시된 발명에서 쐐기부와 결합부의 조립도.
상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 튜브 벤딩 장치에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 하겠다.
이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.
본 발명과 관련된 실시예들은 기본적으로, 튜브 벤딩시 회전축의 밀림 현상이 억제되도록 회전축을 단단히 고정하여 튜브에 발생될 수 있는 주름 현상을 방지토록 하는 것을 기초로 한다.
도 4는 본 발명인 튜브 벤딩 장치의 측단면도이고, 도 5a는 도 4에 도시된 발명에서 쐐기부의 결합 전의 상태도이며, 도 5b는 도 5a에 도시된 발명에서 쐐기부의 결합 후의 상태도이고, 도 6은 도 4에 도시된 발명에서 쐐기부와 결합부의 조립도이다.
도 4 내지 도 6를 참고하면, 본 발명인 튜브 벤딩 장치의 일 실시예의 구성은 적어도 회전부재(120)를 포함하는 장치몸체(110)와 상기 장치몸체(110)에 장착되고 상기 회전부재(120)와 연계되며, 상기 회전부재(120)의 회전에 의해 튜브를 벤딩하는 벤딩부(130) 및 상기 장치몸체(110)에 장착되고, 상기 벤딩부(130)의 튜브 벤딩시 상기 회전부재(120)의 비틀림을 방지토록 제공되는 회전부재 지지수단(200)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 장치몸체(110)는 벤딩 다이로 제공될 수 있으며, 상기 장치몸체(110)의 중앙부에는 원통형의 관통부가 형성되어 상기 회전부재(120)가 장착될 수 있다. 상기 장치몸체(110)는 상기 회전부재(120)에 밀접되는 복수의 볼베어링 유닛(113,115)을 포함하여 상기 회전부재(120)의 회전이 원활히 진행되도록 할 수 있다. 그리고 상기 회전부재(120)는 계단식으로 구성된 원통 형상으로 제공될 수 있으며, 상기 장치몸체(110)의 내부에서 회전하며 튜브 벤딩시 지지축 역할을 할 수 있다.
그리고 상기 벤딩부(130)는 상기 장치몸체(110)의 상단에 배치되며, 상기 회전부재(120)의 둘레에 따라 장착되어 상기 회전부재(120)의 회전시 삽입된 튜브를 벤딩하는 역할을 하게 된다. 여기서 상기 벤딩부(130)는 한 쌍의 클램프로 구성되어 있고 일측 클램프(131)는 상기 회전부재(120)에 장착되어 있으며, 타측 클램프(135)는 일측 클램프(131)에 볼트 등의 체결구에 의해 연결되어, 한 쌍의 클램프 사이에 삽입된 튜브를 상기 회전부재(120)의 회전에 따라 벤딩하는 것이다.
여기서 상기 벤딩부(130)의 한 쌍의 클램프가 결합되는 과정에 있어서, 즉 튜브를 한 쌍의 클램프 사이에 위치시키고 튜브를 단단히 고정하기 위해 타측 클램프(135)를 일측 클램프(131)에 결합시키는 과정에서 타측 클램프(135)에서 일측 클램프(131) 방향으로 힘이 전달되게 된다.
이때 힘이 과도하게 투입되는 경우 결과적으로 타측 클램프(135)가 일측 클램프(131)를 밀게 되고, 이에 따라 일측 클램프(131)가 장착되어 있는 상기 회전부재(120)가 밀리게 된다. 이 상태에서 튜브 벤딩 작업시 튜브에는 도 3에 도시된 바와 같이 주름 현상이 발생되게 된다.
상기 주름 현상을 방지하기 위해 본 발명의 일 실시예에서는 회전부재 지지수단(200)이 제공될 수 있다. 즉 상기 회전부재 지지수단(200)은 상기 벤딩부(130)의 벤딩 작업시 상기 회전부재(120)의 밀림 현상을 방지하는 역할을 하게 된다.
이러한 상기 회전부재 지지수단(200)은, 상기 회전부재(120)의 내부로 삽입되며 상기 장치몸체(110)의 수직선에 상기 회전부재(120)가 일치되어 고정되도록 지지하는 쐐기부(210) 및 상기 장치몸체(110)의 일단에 장착되고, 상기 쐐기부(210)와 결합되어 상기 쐐기부(210)를 상기 장치몸체(110)에 고정시키는 결합부(250)를 포함하여 구성될 수 있다.
구체적으로 상기 회전부재(120)에는 길이방향으로 내부를 관통하는 관통홀이 형성되어 있으며, 상기 쐐기부(210)는 상기 회전부재(120)의 관통홀에 삽입되어 상기 회전부재(120)의 밀림 현상을 방지토록 상기 회전부재(120)를 상기 장치몸체(110)의 수직선에 일치토록 지지하게 된다.
여기서, 상기 쐐기부(210)는 상기 회전부재(120)의 길이방향으로 삽입되는 지지빔(211) 및 상기 지지빔(211)의 일단에 장착되며, 일방향으로 테이퍼지게 제공되는 쐐기블럭(215)를 포함하여 구성될 수 있다.
즉 상기 지지빔(211)이 상기 회전부재(120)의 관통홀을 따라 투입되어 상기 회전부재(120)를 지지하게 되는데, 상기 관통홀의 단면 형상은 상기 지지빔(211)의 단면 형상과 일치된다. 만약 상기 지지빔(211)의 단면 형상이 원형이라면, 상기 관통홀의 단면 형상 또한 직경이 동일한 원형일 것이다. 상기 쐐기블럭(215)은 상기 지지빔(211)과 연결된 일측에서 타측으로 갈수록 테이퍼지게 구성될 수 있다. 그리고 상기 결합부(250)에 삽입된다.
상기 결합부(250)는 체결링(251), 마찰저감부재(255) 등을 포함하여 구성될 수 있는데, 상기 쐐기블럭(215)은 상기 체결링(251)에 결합되게 된다. 여기서 상기 체결링(251)은 외면은 상기 회전부재(120)의 수직선에 일치되게끔 직선으로 제공될 수 있으며, 내면은 상기 쐐기블럭(215)의 테이퍼진 형상에 대응하여 내측에서 외측으로 갈수록 테이퍼지게 제공될 수 있다. 상기 마찰저감부재(255)는 밀착된 두 구성요소간에 마찰을 저감시키고 원활히 회전토록 베어링 유닛 등으로 구성될 수 있다.
다만, 상기 쐐기블럭(215)의 테이퍼진 각도보다 상기 체결링(251) 내면의 테이퍼진 각도는 더 작아야 한다. 이는 상기 쐐기블럭(215)이 상기 체결링(251)의 내면으로 삽입됨에 따라 상기 체결링(251)이 벌어지면서 상기 마찰저감부재(255)에 밀접되어야 하기 때문이다.
여기서 상기 체결링(251)은 형상 변형이 가능한 금속 또는 탄성 구조로 된 금속 등으로 구성될 수 있으며, 벌어짐이 용이토록 상기 체결링(251)의 둘레에 따라 복수의 홈(251a)이 형성될 수 있다.
상기 마찰저감부재(255)는 상기 장치몸체(110)의 하단에서 상기 체결링(251)의 주변부에 배치된다. 그리고 상기 체결링(251)이 벌어짐에 따라 상기 체결링의 외면과 밀접하며 상기 회전부재(120)의 회전시 상기 체결링(251)의 회전을 원활히 진행되게끔 하는 역할을 하게 된다.
따라서 만약 도 5a에 도시된 바와 같이 쐐기블럭(215)의 테이퍼진 각도를 W1 이라 하고, 상기 체결링(251) 내면의 테이퍼진 각도를 W2 라고 한다면, 양 자의 관계는 W1 > W2 이어야 한다.
이에 따라 상기 장치몸체(110)에 배치된 상기 마찰저감부재(255)와 상기 체결링(251)의 외면이 이루는 각도는 W1 - W2 이어야 한다. 상기 쐐기블럭(215)이 상기 체결링(251)의 내면에 삽입됨에 따라 탄성 재질로 이뤄진 상기 체결링(251)이 벌어지는 양을 고려해야 하기 때문이다.
도 5b에는 상기 쐐기블럭(215)이 상기 체결링(251)의 내면에 삽입됨에 따라 상기 체결링(251)이 벌어지면서 상기 마찰저감부재(255)에 밀접되는 모습이 도시되어 있다. 상기 쐐기블럭(215)이 상기 체결링(251)의 내면에 완전히 삽입되면, 이제 상기 회전부재(120)의 상단에서 상기 지지빔(211)을 고정부재(230)로 고정한다. 상기 고정부재(230)는 클램프(231), 볼트(233), 너트(235) 등으로 구성될 수 있다.
여기서 상기 지지빔, 쐐기블럭, 고정부재는 스틸 재질 또는 경량화를 위해 알루미늄, 티타늄 등의 재질로 구성될 수 있다.
이제 작업자는 상기 회전부재(120)가 상기 장치몸체(110)에 단단히 고정되었으므로, 상기 벤딩부(130)에 튜브를 삽입하고 상기 회전부재(120)에 장착된 일측 클램프(131)에 타측 클램프(135)를 결합시키기 위해 힘을 가하더라도, 상기 회전부재(120)는 밀림 현상이 발생되지 않게 된다. 이에 따라 튜브에는 상기 회전부재(120)의 밀림으로 인한 주름 현상이 발생되지 않으며, 제품의 품질이 보장되는 효과를 기대할 수 있게 된다.
이상의 사항은 튜브 벤딩 장치의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.
따라서 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양한 형태로 치환, 변형될 수 있음을 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 파악할 수 있다는 점을 밝혀 두고자 한다.
110...장치몸체 120...회전부재
130...벤딩부 150...클램프
200...회전부재 지지수단 210...쐐기부
211...지지빔 215...쐐기블럭
230...고정부재 250...결합부
251...체결링 255...마찰저감부재

Claims (6)

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  3. 회전부재(120)를 포함하는 장치몸체(110);
    상기 장치몸체(110)에 장착되고 상기 회전부재(120)와 연계되며, 상기 회전부재(120)의 회전에 의해 튜브를 벤딩하는 벤딩부(130); 및
    상기 장치몸체(110)에 장착되고, 상기 벤딩부(130)의 튜브 벤딩시 상기 회전부재(120)의 비틀림을 방지토록 제공되는 회전부재 지지수단(200);
    을 포함하며,
    상기 회전부재 지지수단(200)은,
    상기 회전부재(120)의 내부로 삽입되며, 상기 장치몸체(110)의 회전축에 상기 회전부재(120)가 일치되어 고정되도록 지지하는 쐐기부(210); 및
    상기 장치몸체(110)의 일단에 장착되고, 상기 쐐기부(210)와 결합되어 상기 쐐기부(210)를 상기 장치몸체(110)에 고정시키는 결합부(250);
    를 포함하고,
    상기 쐐기부(210)는,
    상기 회전부재(120)의 길이방향으로 삽입되는 지지빔(211); 및
    상기 지지빔(211)의 일단에 장착되며, 일방향으로 테이퍼지게 제공되는 쐐기블럭(215);
    를 포함하는 튜브 벤딩 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 결합부(250)는,
    상기 회전부재(120)의 일단에 장착되고 상기 쐐기블럭(215)이 삽입되는 체결링(251); 및
    상기 장치몸체(110)에서 상기 체결링(251)의 주변부에 배치되는 마찰저감부재(255);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브 벤딩 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 체결링(251)은 테이퍼지게 제공되되, 상기 쐐기블럭(215)이 상기 체결링(251)의 내측으로 삽입되어 결합시 외측으로 벌어지도록, 상기 회전부재(120)의 수직선을 기준으로 상기 체결링(251)의 테이퍼진 각도는 상기 쐐기블럭(215)의 테이퍼진 각도보다 작은 것을 특징으로 하는 튜브 벤딩 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 마찰저감부재(255)는 상기 체결링(251)으로부터 일정거리가 이격되어 설치되되, 상기 쐐기블럭(215)이 상기 체결링(251)에 삽입되어 상기 체결링(251)이 벌어짐에 따라, 상기 체결링(251)이 상기 마찰저감부재(255)와 밀착하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 튜브 벤딩 장치.
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