KR101419272B1 - 금속관 성형장치 - Google Patents

Abstract

고강도 고탄력 금속판에 대응하여 성형력을 증대시킬 수 있는 금속관 성형장치를 개시한다. 개시된 장치는 목표한 제관 지름에 대응하여 일정한 폭을 가지며 연속적으로 공급되는 금속판을 그 폭에 수직한 길이방향으로 연속 굽힘 가공한 후, 그 길이방향의 굽힘 가공에 의한 잔류응력이 폭 방향으로 작용하게 하여 생성되는 성형력을 이용하여 금속관을 성형하는 것으로서, 금속판의 관 안쪽이 될 면에 대해 배치되어 그 금속판을 차례로 2회이상 연속 굽힘가공하는 벤딩수단, 이 벤딩수단에 의해 벤딩된 금속판을 상기 잔류응력에 의해 변화된 관 모양 상태로 압착 이송하는 압착수단을 포함한다. 상기 벤딩수단으로는 직경이 작은 둘 이상의 벤딩롤을 사용하며, 그 배치에 따라 성형력을 대략 2배 이상으로 증대시킬 수 있으며, 아울러 그 성형력 조절도 용이하게 하는 효과를 제공한다.

Description

금속관 성형장치{APPARATUS FOR FROMING METAL PIPE}

본 발명은 폭이 일정한 금속판을 그 폭에 수직한 길이방향으로 연속 굽힘가공한 후 그 연속 굽힘가공에 의한 잔류응력을 폭 방향으로 작용시켜 생성되는 성형력으로 금속관을 성형하는 장치에 관한 것으로서, 특히 점차 향상되는 금속판의 강도와 탄력에 대응하기 위한 것이다.

금속 제련기술의 발달과 함께 금속판재의 강도가 점차 높아지는데 따라서 고강도 금속판을 소재로 한 금속관의 제조기술 또한 향상될 필요가 있다. 예컨대, 원자력 발전소, 담수시설 등의 핵심 설비인 열교환기와 복수기용의 기초소재로서 초고강도 고내열성 티타늄관 등의 수요가 증가하고 있는데, 티타늄관과 같은 고강도 금속관을 제조하기 위해서는 그 티타늄 판재의 강도에 대응한 높은 성형력이 요구되기 때문이다.

강도가 높은 금속관은 예를 들어 비계 등 구조용의 경우 그 안전성을 높일 수 있으며, 한편으로는 기존보다 관 두께를 얇게 할 수 있다. 관 두께가 얇아지면 소재 원가를 낮춰서 그 가격 경쟁력을 높일 수 있다. 또한 관 두께가 얇아진 만큼 중량이 감소하므로 수송에 용이할 뿐만 아니라, 금속관이 많이 사용되는 자동차 등 운송 기계의 중량을 감소시켜 에너지 절감에 기여할 수 있다.

한편 자동차나 원자력발전소 설비 등에는 금속관이 직관인 채로 사용되지 않고 곡관이나 이형관 형태로, 또는 다양한 단면 모양의 변형관 형태로 사용되는 경우가 많다. 이 경우 연속제조되는 원형관을 재가공할 필요가 있고, 이때 주로 하이드로포밍(hydroforming) 기술이 적용되고 있다.

원형관을 하이드로포밍 기술로 곡관이나 이형관, 또는 여러가지 단면 모양으로 변형시키기 위해서는 원형관의 균질성이 요구된다. 균질성이 없으면 고압 수송에 필요한 균일한 강도 요구에 부응할 없을 뿐만 아니라 하이드로포밍시 부분적으로 파괴되거나 변형되는 불량을 일으키기 때문이다. 이러한 문제는 요구 강도가 높을수록 그리고 관 두께가 얇을수록 더욱 심화된다.

금속관을 연속제조할 수 있는 기술로서, 예컨대 기존에 잘 알려진 롤포밍(roll-forming) 방식은 다단계의 롤 스탠드를 따라 점진적으로 소성변형시키는 과정으로 성형하는데, 각 롤에 의한 소성변형 정도가 일정하지 않기 때문에 전술한 하이드로포밍에서 요구되는 균질의 원형관 제조가 불가하다. 또한 그 뿐만 아니라 강도 향상에 따라 롤 스탠드 수를 늘려야 하는 등 설비비 과다로 경제성마저 없어진다. 게다가 금속판의 강도가 높고 두께가 얇을수록 성형 폭의 양 끝 부분에서의 스프링 백(spring back) 현상이 두드러져 진원(眞圓)으로의 성형이 용이하지 않기 때문에 기존의 롤포밍 방식은 점차 향상되는 고강도 경량화 금속판에 대응할 수 없었다.

이러한 기존 롤포밍 방식의 기술적 한계를 극복하기 위해 나카코 등은 하기 특허문헌 1 및 2를 통해 적은 수의 롤을 사용하여 얇은 두께의 금속관을 연속 제조하는데 유리한 새로운 성형 기법을 제안하였다. 즉, 두께가 얇은 금속판을 곡률반경이 작은 소직경(小直徑) 롤을 사용하여 금속판을 큰 곡률로써 길이 방향으로 연속 굽힘 가공한 다음, 그 길이 방향의 곡률이 영(零)이 되게 편향 롤로 안내함으로써 그 굽힘 가공에 의한 길이 방향의 잔류응력 변화가 그 길방향에 수직한 폭 방향으로 작용하게 한 것이다. 이와같은 나카코 등의 발명은 훨씬 간소화된 설비로 금속관을 연속제조할 수 있고, 관두께가 얇은 금속관 제조에도 유리하며, 특히 소성변형에 의한 응력변화가 금속판 전면에 고르게 분포하여 작용하므로 전술한 하이드로포밍에서 요구하는 균질한 강도의 금속관 제조가 가능한 것이다. 그러나 나카코 등이 제안한 장치는 상기 소직경 롤의 축처짐 현상 등으로 t/D(여기서, t는 관두께, D는 관직경) 비가 대략 2% 이하의 금속관만을 제조할 수 있었을 뿐, 다양한 규격의 금속관 제조가 어렵고, 금속판의 강도가 더욱 높아지고 더욱 얇아지는 것에 대응할 수 없어 그 실용성에는 한계가 있었다.

본 발명자는 상기 나카코 등의 발명의 원리를 응용, 상기 소직경 벤딩롤의 축처짐이 없이 성형력을 증대시킬 수 있고, 소재(금속판)의 강도와 두께에 대응하여 그 성형력 조절이 용이한 장치를 구현하여 특허받은 바 있다(하기 특허문헌 3 참조, 이하 '선등록발명'). 본 발명자는 선등록발명에서 금속관의 안쪽이 될 금속판의 한쪽 면에 대해 배치된 주 벤딩롤과 그 금속판의 이면에 대해 보조 벤딩롤을 배치하고, 그 주 벤딩롤의 성형력이 그 보조 벤딩롤 보다 크도록 각 롤의 지름 비와 각 롤에 대한 금속판의 접촉각을 고려한 것이다. 이와 같은 본 발명자의 선등록발명에 의하면 전술한 나카코 등의 발명과 같은 원리로 금속관 성형이 가능하면서도 나카코 등이 극복하지 못했던 소직경 벤딩롤의 축처짐 문제를 극복함으로써, 관벽이 얇은 금속관은 물론, 보통 두께의 금속관 제조도 가능하고, 특히 소재 강도에 따라서 성형력을 조절하여 보다 다양한 규격의 금속관을 제조할 수 있었다.

KR 10-0049438 B1 (1992-02-27) KR 10-0107590 B1 (1996-11-12) KR 10-0956830 B1 (2010-04-30)

앞서 언급한 바와 같이 금속판의 강도나 탄력이 점차 향상되는데 따라, 특히 더욱 얇아지는 고강도 금속판에 대응하여 보다 한 층 더 강화된 성형력과 그 조절폭 확대가 요구되고 있다.

전술한 본 발명자의 선등록발명은 상기 주 벤딩롤과 보조 벤딩롤에 대한 금속판의 접촉각 비율에 따라 성형력이 변화하므로 그 주 벤딩롤과 보조 벤딩롤의 상대 위치를 조절함으로써 그 성형력 조절이 가능하지만, 다음 두가지 이유로 점차 향상되는 금속판의 강도나 탄력에 용이하게 부응하기 위해 그 개선이 필요하였다.

즉, 성형력 조절을 위해 직경이 큰 보조 벤딩롤보다 직경이 작은 주 벤딩롤을 움직여 조절하는 것이 용이하나, 그 주 벤딩롤의 하단이 이후의 제관 라인의 중심선 높이에 맞춰져야 하고 또 그 제관 라인과는 일정거리 이상을 유지해야 하는 제약이 있기 때문에 그 주 벤딩롤을 움직여 조절할 수 있는 범위가 제한되고, 이에 따라 그 성형력 향상에도 한계가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 본 발명자의 선등록발명 장치에서 한 발 더 나아가, 최적의 롤 배치를 통해 성형력을 더욱 증대시키고 더 큰 범위에서 용이하게 조절할 수 있게 하여 점차 향상되는 고강도 고탄력 금속판에 유리하게 대응할 수 있는 금속관 성형방법 및 장치를 제공하려는 것이다.

삭제

상기 목적을 달성하는 본 발명에 따른 금속관 성형장치는, 목표한 제관 지름에 대응하여 일정한 폭을 가지며 연속적으로 공급되는 금속판을 그 폭에 수직한 길이방향으로 연속 굽힘 가공한 후, 그 길이방향의 굽힘 가공에 의한 잔류응력이 폭방향으로 작용하게 하여 생성되는 성형력을 이용하는 것으로서, 상기 금속판의 관 안쪽이 될 면에 대해 배치되어 그 금속판을 차례로 2회이상 연속 굽힘가공하는 벤딩수단, 이 벤딩수단에 의해 벤딩된 금속판을 상기 잔류응력에 의해 변화된 관 모양 상태로 압착 이송하는 압착수단을 포함하고, 상기 벤딩수단으로서 상기 금속판의 관 안쪽이 될 면에 대해 배치되어 차례로 벤딩하는 2개의 벤딩롤과, 이들 2개의 벤딩롤 사이에서 그 금속판의 이면을 안내하도록 배치된 한 개의 안내롤이 구비된 구성을 그 특징으로 하며, 또 다르게는 상기 금속판의 관 안쪽이 될 면에 대해 배치되어 차례로 벤딩하는 2개의 벤딩롤과, 이들 2개의 벤딩롤 사이에서 그 2개의 벤딩롤 각각에 대해 금속판의 이면을 안내하도록 배치된 2개의 안내롤이 구비된 구성을 그 특징으로 한다.

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바람직한 형태로서 상기 2개의 벤딩롤 중에서 1차측 벤딩롤의 금속판 접촉각이 변화하도록 그 위치를 이동 및 조절할 수 있게 지지하는 수단이 포함될 수 있다.

또한 바람직한 형태로서 상기 2개의 안내롤 사이에서 상기 금속판의 관 안쪽이 될 면에 대해 배치되어 그 금속판을 굽힘가공하는 보조벤딩롤이 더 구비될 수 있다.

또한 바람직한 형태로서 상기 2개의 벤딩롤 중 1차측 벤딩롤이 그 축심이 고정되지 아니하는 유동형으로 구비되고, 상기 2개의 안내롤 중 1차측 안내롤과 상기 금속판 두께의 2배 간격보다 크고 그 유동형의 1차측 벤딩롤의 직경보다는 작은 간격을 두고 배치된 보조안내롤이 더 구비되어, 그 유동형 1차측 벤딩롤이 1차측 안내롤과 보조안내롤 사이의 간격을 지난 위치에서 상기 금속판을 굽힘가공하도록 구성될 수 있다.

또한 바람직한 형태로서 상기 보조벤딩롤이 그 축심이 고정되지 아니하는 유동형으로 구비되고, 상기 2개의 안내롤이 상기 금속판 두께의 2배 간격보다 크고 그 유동형의 보조벤딩롤의 직경보다는 작은 간격을 두고 배치되어, 그 2개의 안내롤 사이의 간격을 지난 위치에서 상기 금속판을 굽힘가공하도록 구성될 수 있다.

또한 바람직한 형태로서 상기 안내롤은 상기 금속판을 소성변형시키지 아니하는 큰 직경으로 될 수 있다.

본 발명은 금속판의 관 안쪽이 될 면에 대한 연속 굽힘가공을 2회 이상 수행함으로써, 이론적으로는 전술한 본 발명자의 선등록 발명에 비하여 대략 2배 이상의 성형력으로 금속관을 성형할 수 있다.

따라서 본 발명은 점차 향상되는 금속판의 강도와 탄력에 용이하게 대응할 수 있는 것이다.

본 발명은 또한 연속 굽힘가공을 2회 이상 수행하기 위해 구별된 둘 이상의 벤딩롤을 사용하므로, 그 중 적어도 하나의 벤딩롤의 위치 조정으로 그 금속판 접촉각을 변화시키거나 혹은 그 벤딩롤을 직경이 다른 것으로 교체함으로써 성형력을 아주 쉽게 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 금속관 성형장치를 포함하는 제관 설비 라인 일부에 대한 모식도이다.
도 2는 도 1에 나타난 금속관 성형장치의 롤 배치도이다.
도 3은 도 1에 나타난 금속관 성형장치 내 벤딩롤의 지지기구를 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 금속관 성형장치의 롤 배치도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 금속관 성형장치의 롤 배치도이다.
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 금속관 성형장치의 롤 배치도이다.
도 7은 본 발명의 제5실시예에 따른 금속과 성형장치의 롤 배치도이다.

본 발명의 금속관 성형장치는 전술한 본 발명자의 선등록발명에서 하나의 벤딩롤만으로 연속 굽힘가공하던 것을 2단계 이상으로 수행하는 것이다. 이를 위해 본 발명에서는 통상의 금속관 제조 라인에 벤딩롤을 둘 이상 배치하고, 그 둘 이상의 벤딩롤에 대해 안내롤을 다양하게 배치하여 실시한 바, 이하에 그 바람직한 실시예들을 도면으로 예시하여 설명한다.

첨부된 도면은 어디까지나 본 발명의 바람직한 실시예들의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 일부 구성요소가 과장되거나 생략되는 등 실제와는 차이가 있을 수 있다. 각 도면에서 동일 또는 대응되는 부분에 대하여는 편의상 동일한 참조번호가 부여되었다.

도 1은 본 발명의 첫 번째 실시예에 따른 금속관 성형장치를 포함한 제관 설비 라인의 일부를, 도 2는 본 실시예의 상세한 롤 배치도이다. 이들 도면에 있어서, 부호 1은 폭이 일정한 금속관 소재인 금속판을 가리킨다. 금속판(1)은 도시되지 않은 공급 롤을 출발하여 본 실시예의 2개의 벤딩롤(2a,2b)과 한 개의 안내롤(3)에 의해 그 폭에 수직한 길이방향으로 연속하여 2회 굽힘 가공된 후, 스퀴즈롤(4)에 의해 관 모양으로 압착되며, 이어 폭 방향의 양 가장자리가 만나는 접합부(도시 생략)가 용접지그(5)에 의해 연속적으로 용접됨으로써 금속관으로서 1차 완성된다. 1차 완성된 금속관은 수 쌍의 송출 롤(6)에 의해 후처리 공정(용접비드 제거, 절단, 직선교정, 연마, 검사 등)을 위해 송출된다. 여기서 각 롤은 각 축과 함께 회전하도록 지지됨으로써 금속판(1)과 롤링 접촉하며, 각 롤 사이의 금속판(1)은 처짐 없이 일정한 장력을 유지하도록 팽팽히 긴장된 상태로 이송된다. 스퀴즈롤(4)은 벤딩롤(2a,2b)과 안내롤(3)에 의해 길이방향으로 연속하여 2회 굽힘 가공된 금속판(1)을 그 길이 방향으로 굽어지지 않게 구속하였을 때 그 길이방향의 연속 굽힘가공에 의한 잔류응력 변화가 폭 방향으로 작용함으로써 자연히 변화하는 관 모양 상태로 압착 이송하기 위한 것으로서, 반드시 롤의 형태일 필요는 없으며, 그 폭 방향으로의 변형을 안내하여 관 모양 상태를 유지할 수 있는 것이면 충분하다.

본 실시 예에 있어서, 금속판(1)이 관 모양으로 굽어지게 하는 소성 변형을 위해, 금속판(1)의 관 안쪽이 될 면에 대해 배치된 2개의 벤딩롤(2a,2b)에 의한 성형력이 금속판(1)의 이면에 대해 배치된 안내롤(3) 보다 커야 하고, 이를 만족하기 위해서는 안내롤(3)에 대한 2개의 벤딩롤(2a,2b) 각각의 접촉각 비율이 그 안내롤(3)에 대한 2개의 벤딩롤(21) 각각의 지름 비율보다 커야 한다. 이와 같은 벤딩롤(2a,2b)과 안내롤(3)에 의한 성형원리와 각 롤의 성형력 및 조건에 관해서는 전술한 본 발명자의 선등록 발명에 상세히 기술되어 있으므로 여기서의 그 자세한 설명은 편의상 생략한다.

벤딩롤(2a,2b)의 성형력은 목표한 제관 지름에 대응한 곡률반경으로 굽힘가공하기 위한 곡률반경, 즉 그 지름과 각 롤에 대한 금속판의 접촉거리, 즉 각각의 금속판 접촉각(θa,θb)에 비례적으로 증가할 것이다. 이를 감안하여 본 실시예에서의 최대 성형력을 최대한 높이는 동시에 그 성형력 조절이 용이하게 하는 바람직한 형태는 다음과 같다.

2개의 벤딩롤(2a,2b)은 축처짐 문제가 없고 최대 곡률반경으로 금속판을 소성변형시킬 수 있는 최소 직경으로 하고, 안내롤(3)은 금속판을 소성변형시키지 아니하도록 충분히 큰 직경으로 한다. 아울러, 2개의 벤딩롤(2a,2b) 중 1차측 벤딩롤(2a)은 안내롤(3)에 대해 안내롤(3)에 대하여 적어도 1축, 바람직하게는 2축 방향으로 위치 이동 및 조절가능하게 설치하여 그 금속판 접촉각(θa)을 그 위치에 따라 변화하여 상기 성형력을 조절할 수 있게 하고, 2차측 벤딩롤(2b)은 이후의 제관 라인 중심선(부호 생략) 높이에서 금속판 접촉각(θb)이 최대가 되는 위치에 고정 설치한다. 여기서 위치 이동가능한 1차측 벤딩롤(2a)의 금속판 접촉각(θa)은 수평방향에서 안내롤(3)과 가까울수록 커지고 그로부터 멀어질수록 작아지는 반면, 수직방향에서는 안내롤(3)과 가까울수록 작아지고 그로부터 멀어질수록 커진다. 또한 1차측 벤딩롤(2a)의 금속판 접촉각(θa)은 그 수평위치 이동시의 가변범위가 그 수직이동시의 보다 대체로 넓다. 즉, 1차측 벤딩롤(2a)을 안내롤(3)에 대해 수평 및 수직 양 방향으로 움직이게 하면, 그 수평 위치 이동으로 목표하는 성형력에 근접하는 대략 조정(coarse adjusting)과 그 수직 위치 이동으로 목표하는 목표하는 성형력에 도달하는 미세 조정(fine adjusting)이 가능하다. 이와 같이 2단계의 조정은 그 조정 작업을 쉽고 정확하게 하는데 효과적이다.

도 3은 상기한 바와 같은 1차측 벤딩롤(2a)을 지지하여 그 수평 및 수직 위치 조정이 가능하게 하는 바람직한 형태의 지지기구를 보인다. 이 이동지지기구는 수평이동대차(10), 수평위치 조정용 이송나사축(11), 수직이동 안내용 지지대(13), 벤딩롤(2a)의 지지블록(14), 수직위치 조정용 이송나사축(15)을 구비한다. 수평이동대차(10)는 예컨대 제관 설비 라인 상에 구축되는 프레임(8)의 레일부(9)를 따라 미끄럼이동가능하고, 수평위치 조정용 이송나사축(11)과 연결되어 그 이송나사축(11)의 회전 조작에 따라 그 수평방향으로 이동될 수 있다. 세트스크류(12)는 수평이동대차(10)를 프레임(8)에 구속시켜 그 수평 위치를 안정적으로 고정 유지한다. 지지블록(14)에는 벤딩롤(2a)이 바람직하게는 핀치롤(7)과 함께 베어링지지된다. 이 지지블록(14)은 수평이동대차(10) 위에 세워진 지지대(13)를 따라 수직이동가능하게 지지되고, 수직위치 조정용 이송나사축(15)과 연결되어 그 이송나사축(15)의 회전 조작에 따라 수직방향으로 이동될 수 있다. 고정환(16)은 그 이송나사축(15)을 임의로 회전하지 못하게 구속하여 지지블록(13)의 수직 위치를 안정적으로 고정 유지한다. 이와 같은 이동지지구에 의하면, 전술한 벤딩롤(2a)의 수평 위치와 수직 위치를 조정할 수 있다.

본 실시예에 의하면, 전술한 본 발명자의 선출원 발명에 비하여 그 성형력을 대략 2배 증대시킬 수 있고, 아울러 그 2배의 범위 내에서 작고 가벼운 1차측 벤딩롤만의 위치 조절로써 성형력을 용이하게 조절할 수 있다.

도 4의 실시예는 2개의 벤딩롤(2a,2b)과 2개의 안내롤(3a,3b)을 구비한다. 이러한 본 실시예는 2개의 벤딩롤(2a,2b)이 배치된 것 외에 전술한 실시예 1과 실질적으로 동일한 구성이다. 2개의 안내롤(3a,3b)은 2개의 벤딩롤(2a,2b) 사이에서 금속판(1) 이면에 대해 각각 고정 배치되어 금속판(1)을 그 2개의 벤딩롤(2a,2b) 각각에 대해 안내한다.

본 실시예에 있어서, 2개의 벤딩롤(2a,2b) 중 1차측 벤딩롤(2a)은 1차측 안내롤(3a)에 대해 그 금속판 접촉각이 최대가 되는 위치에 고정되거나 전술한 도 4의 지지기구에 의하여 그 위치가 이동 및 조절가능하게 설치될 수 있다.

본 실시예에 의하면, 1차측 벤딩롤(2a)의 이동범위가 전술한 실시예 1의 경우에 비해 넓으므로 그만큼 그 벤딩롤(2a)의 금속판 접촉각이 커지고, 따라서 그 성력력을 더욱 증대시킬 수 있다.

도 5는 전술한 실시예 2의 응용예로서 2개의 안내롤(3a,3b) 사이에 보조벤딩롤(2c)이 추가 배치된 것 외에 전술한 실시예 2와 실질적으로 동일한 구성이다.

본 실시예에 있어서, 보조벤딩롤(2c)은 2개의 안내롤(3a,3b) 사이에서 금속판(1)의 관 안쪽이 될 면에 대해 배치되어 2개의 벤딩롤(2a,2b)과 함께 금속판(1)을 순방향으로 굽힘가공한다. 보조벤딩롤(2c)은 금속판 접촉각이 최대가 되는 위치에 고정될 수 있고, 바람직하게는 2개의 안내롤(2c) 사이에서 수직적으로 위치 이동가능하게 설치될 수 있다. 즉, 고, 그 위치 이동에 따라 변화하는 금속판 접촉각이 변화하므로 그 성형력을 조절할 수 있다. 여기서 2개의 안내롤(3a,3b)은 보조벤딩롤(2c)이 금속판(1)을 감은 상태로 통과할 수 있는 정도의 최소 간격을 두고 설치되는 것이 바람직하다.

본 실시예에 의하면 전술한 본 발명자의 선등록발명에 비해 대략 3배, 전술한 실시예 1 또는 2에 비해 대략 1.5배로 그 성형력을 증대시킬 수 있다.

도 6은 전술한 전술한 실시예 2의 변형예로서 1차측 벤딩롤(2d)이 유동형으로 대체되고, 보조안내롤(3c)이 추가된 것 외에 그 실시예 2와 실질적으로 동일한 구성이다.

본 실시예에 있어서, 유동형의 1차측 벤딩롤(2d)은 1차측 안내롤(3a)과 보조안내롤(3c) 사이에서 그 축심이 고정되지 않고 자유롭게 유동될 수 있다. 보조안내롤(3c)은 1차측 안내롤(3a)과 간격을 두고 고정 배치된다. 1차측 안내롤(3a)과 보조안내롤(3c) 사이의 간격은 유동형의 1차측 벤딩롤(2d) 직경보다 작고, 금속판(1) 2겹이 겹치지 않고 있는 정도의 간격을 두고 그 위치가 고정된다.

본 실시예에 의하면, 유동형의 1차측 벤딩롤(2d)의 금속판 접촉각을 최대로 유지할 수 있는 한편, 그 축심이 고정되지 않으므로 직경이 다른 것으로 쉽게 교체하여 그 성형력을 조절할 수 있다. 즉, 전술한 도 4의 지지기구 없이도 성형력 조절이 가능하여 설비를 간소화할 수 있는 것이다.

도 7은 전술한 실시예 3의 변형예로서 보조벤딩롤(2e)이 유동형으로 대체되고, 2개의 안내롤(3a,3c) 간격이 금속판(1) 2겹이 서로 겹치지 않고 출입할 수 있는 최소 간격으로 조정된 된 것 외에 그 실시예 3과 실질적으로 동일한 구성이다.

본 실시예에 의하면, 유동형 보조벤딩롤(3e)의 금속판 접촉각을 최대로 유지할 수 있는 한편, 그 축심이 고정되지 않으므로 직경이 다른 것으로 쉽게 교체하여 그 성형력을 조절할 수 있다. 즉, 전술한 도 4의 지지기구 없이도 성형력 조절이 가능하여 설비를 간소화할 수 있는 것이다.

이상의 실시예들을 통해 설명한 바와 같이 본 발명은 금속판에 대한 연속 굽힘가공을 2단계 이상으로 구분하여 차례로 이행함으로써 전술한 본 발명자의 선등록발명에 비해 대략 2배 이상의 성형력 증대를 꾀할 수 있다. 또한 도면으로 예시하지는 않았으나, 전술한 각 실시예들은 반복적으로 배치함으로써 더욱 증대된 성형력으로 금속관을 성형할 수 있음은 물론이다. 따라서 본 발명은 점차 향상되고 있는 금속판의 강도와 탄력에 유리하게 대응할 수 있는 것이다.

또한 본 발명에 의하면 상대적으로 크고 무거운 안내롤을 움직이거나 조절이 까다로운 말단 위치의 2차측 벤딩롤의 위치를 변경시킬 필요가 없이 작고 가벼운 1차측 벤딩롤 및/또는 보조벤딩롤만의 위치조정으로 또는 그것을 다른 직경의 것으로의 교체하는 것만으로도 성형력을 조절할 수 있으므로, 선택된 금속판에 따라 성형력을 조절하는 준비단계의 작업을 훨씬 수월하게 행할 수 있는 것이다.

1: 금속판, 2a,2d: 1차 벤딩롤, 2b: 2차 벤딩롤, 2c,2e: 보조벤딩롤, 3;3a;3b: 안내롤, 3c: 보조안내롤, 4: 스퀴즈롤

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3. 목표한 제관 지름에 대응하여 일정한 폭을 가지며 연속적으로 공급되는 금속판을 그 폭에 수직한 길이방향으로 연속 굽힘 가공한 후, 그 길이방향의 굽힘 가공에 의한 잔류응력이 폭방향으로 작용하게 하여 생성되는 성형력을 이용하는 것으로서, 상기 금속판의 관 안쪽이 될 면에 대해 배치되어 그 금속판을 차례로 2회이상 연속 굽힘가공하는 벤딩수단, 이 벤딩수단에 의해 벤딩된 금속판을 상기 잔류응력에 의해 변화된 관 모양 상태로 압착 이송하는 압착수단을 포함하고, 상기 벤딩수단으로서 상기 금속판의 관 안쪽이 될 면에 대해 배치되어 차례로 벤딩하는 2개의 벤딩롤과, 이들 2개의 벤딩롤 사이에서 그 금속판의 이면을 안내하도록 배치된 한 개의 안내롤이 구비된 것을 특징으로 하는 금속관 성형장치.
4. 목표한 제관 지름에 대응하여 일정한 폭을 가지며 연속적으로 공급되는 금속판을 그 폭에 수직한 길이방향으로 연속 굽힘 가공한 후, 그 길이방향의 굽힘 가공에 의한 잔류응력이 폭방향으로 작용하게 하여 생성되는 성형력을 이용하는 것으로서, 상기 금속판의 관 안쪽이 될 면에 대해 배치되어 그 금속판을 차례로 2회이상 연속 굽힘가공하는 벤딩수단, 이 벤딩수단에 의해 벤딩된 금속판을 상기 잔류응력에 의해 변화된 관 모양 상태로 압착 이송하는 압착수단을 포함하고, 상기 벤딩수단으로서 상기 금속판의 관 안쪽이 될 면에 대해 배치되어 차례로 벤딩하는 2개의 벤딩롤과, 이들 2개의 벤딩롤 사이에서 그 2개의 벤딩롤 각각에 대해 금속판의 이면을 안내하도록 배치된 2개의 안내롤이 구비된 것을 특징으로 하는 금속관 성형장치.
5. 청구항 3 또는 4에 있어서, 상기 2개의 벤딩롤 중에서 1차측 벤딩롤의 금속판 접촉각이 변화하도록 그 위치를 이동 및 조절할 수 있게 지지하는 수단이 포함된 것을 특징으로 하는 금속관 성형장치.
6. 청구항 4에 있어서, 상기 2개의 안내롤 사이에서 상기 금속판의 관 안쪽이 될 면에 대해 배치되어 그 금속판을 굽힘가공하는 보조벤딩롤이 더 구비된 것을 특징으로 하는 금속관 성형장치.
7. 청구항 4에 있어서, 상기 2개의 벤딩롤 중 1차측 벤딩롤이 그 축심이 고정되지 아니하는 유동형으로 구비되고, 상기 2개의 안내롤 중 1차측 안내롤과 상기 금속판 두께의 2배 간격보다 크고 그 유동형의 1차측 벤딩롤의 직경보다는 작은 간격을 두고 배치된 보조안내롤이 더 구비되어, 그 유동형 1차측 벤딩롤이 1차측 안내롤과 보조안내롤 사이의 간격을 지난 위치에서 상기 금속판을 굽힘가공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 금속관 성형장치.
8. 청구항 6에 있어서, 상기 보조벤딩롤이 그 축심이 고정되지 아니하는 유동형으로 구비되고, 상기 2개의 안내롤이 상기 금속판 두께의 2배 간격보다 크고 그 유동형의 보조벤딩롤의 직경보다는 작은 간격을 두고 배치되어, 그 2개의 안내롤 사이의 간격을 지난 위치에서 상기 금속판을 굽힘가공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 금속관 성형장치.
9. 청구항 3, 4, 7, 8 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 안내롤이 상기 금속판을 소성변형시키지 아니하는 큰 직경으로 된 것을 특징으로 하는 금속관 성형장치.

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