KR101545343B1 - 파이프 절곡 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소구경 파이프에 지그재그 형태의 절곡부를 연속적으로 형성할 수 있어 생산성이 높은 파이프 절곡 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적 달성을 위하여 본 발명은, 다수의 파이프를 수직으로 하나씩 적층한 후, 지그재그 형태의 절곡부를 형성하는 파이프 절곡 장치에 있어서, 전체 장치의 구조를 형성하고 지지하는 베이스; 상기 베이스의 일단에 위치하여 적층된 파이프를 안착한 후 베이스의 길이 방향으로 왕복운동하여 파이프를 이송하는 이송부; 상기 이송된 파이프를 고정하는 고정부; 2개의 회전축과 2개의 보조축을 이용하여 상기 파이프에 지그재그형의 절곡을 형성하는 절곡부; 및 상기 이송부, 고정부 및 절곡부의 동작을 제어하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

파이프 절곡 장치{Pipe bending device}

본 발명은 파이프 절곡 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 연속하여 파이프를 절곡하는 파이프 절곡 장치에 관한 것이다.

파이프는 산업계 전체에 널리 사용되고 있는 대표적으로 부품으로 내부에 형성된 공간을 통하여 유체를 이동하는 기능을 하며, 또한 열기계의 경우에는 내부에 이동하는 유체가 외부에 위치하는 물질과 열교환을 위한 용도로 매우 많이 사용된다.

상기와 같은 파이프는 직경 역시 다양하게 구비되어 있으며, 대형 파이프의 경우에는 별도의 연결구를 통하여 파이프를 배치하여 사용되나, 냉장고, 에어콘 등과 같이 비교적 소형인 기계에 사용되는 직경 3 내지 8mm 정도의 소구경 파이프는 냉간 상태에서 절곡하여 사용한다.

상기 파이프의 절곡은 사람이 도구를 이용하여 직접 수행하는 경우도 있으나, 일반적으로 전용 기계를 통하여 이루어진다.

예를 들면, 공개실용 제1999-008111호에는 절곡기본체의 일측에 원형의 파이프를 압착하여 파이프의 양측으로 홈을 형성하는 성형부를 설치하고, 성형부의 끝부분에는 파이프를 반원형으로 절곡시키는 절곡부를 일체로 설치하여서 된 것으로서, 구조가 간단하여 제작이 용이하고 하나의 절곡기로서 파이프를 성형 및 절곡을 시킬 수가 있기 때문에 간편하고 절곡되는 지름을 사용자가 원하는 지름으로 설정할 수가 있는 절곡기의 구성이 개시되어 있다.

또한 등록실용신안 제0236024호에는 본체의 선단부측에 위치된 회전가이드몸체를 중심으로 일측부에 고정바이스가 고정되고, 타측부에는 상기 회전가이드몸체를 따라 회전하는 회전바이스로 구성되며, 상기 회전바이스는 회전가이드몸체의 상부측 회전롤러의 회전축과 연동되도록 구성된 관절곡부와; 상기 회전가이드몸체 내부의 회전축 상하부측에 제1스프로킷이 축설되고, 본체 내부에는 상기 제1스프로킷과 체인으로 연결된 제2스프로킷이 수직방향의 전동축 상에 축설되며, 이들 사이의 본체 내부에는 실린더로드가 연결바로 상기 체인에 연결된 실린더가 형성된 구동부와; 상기 구동부의 체인 소정위치에 이동로드가 외측으로 돌출 형성되고, 이의 외곽 본체에는 체인구동방향을 따라 형성된 슬라이드봉에 상기 이동로드의 위치를 감지하는 위치감지센서가 구비된 각도제어부로 구성된 절곡 장치의 구성이 개시되어 있다.

상기의 선행기술들은 종래 수작업을 통하여 진행되는 절곡 작업을 기계적으로 수행할 수 있어, 파이프 절곡 공정의 효율성과 파이프 절곡부의 품질을 일정하게 유지하는 장점은 있으나, 소구경 파이프를 동시에 절곡할 수 있는 구성과, 지그재그 형태로 연속하여 파이프를 절곡하는 경우에는 다소 한계를 나타내는 것으로, 소구경 파이프의 지그재그 형태의 절곡을 효율적으로 수행할 수 있는 새로운 장치가 필요한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 소구경 파이프에 지그재그 형태의 절곡부를 연속적으로 형성할 수 있어 생산성이 높은 파이프 절곡 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적 달성을 위하여 본 발명은, 다수의 파이프를 수직으로 하나씩 적층한 후, 지그재그 형태의 절곡부를 형성하는 파이프 절곡 장치에 있어서, 전체 장치의 구조를 형성하고 지지하는 베이스; 상기 베이스의 일단에 위치하여 적층된 파이프를 안착한 후 베이스의 길이 방향으로 왕복운동하여 파이프를 이송하는 이송부; 상기 이송된 파이프를 고정하는 고정부; 2개의 회전축과 2개의 보조축을 이용하여 상기 파이프에 지그재그형의 절곡을 형성하는 절곡부; 및 상기 이송부, 고정부 및 절곡부의 동작을 제어하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 절곡부와 상기 고정부 사이에는 두개의 가이드 플레이트를 포함하며, 상기 가이드 플레이트 사이에 파이프가 위치하는 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 이송부는: 이송 베이스; 상기 베이스에 회전 고정되어 상기 이송 베이스와 치합하는 이송 스크류; 상기 베이스에 고정되어 상기 이송 스크류를 회전시키는 이송 모터; 상기 베이스에 결합하는 2개의 이송 플레이트; 및 상기 이송 플레이트 중 하나는 상기 이송 베이스에 고정되고, 나머지는 상기 이송 베이스의 횡방향으로 이동가능하게 결합하며, 상기 이동 가능한 이송 플레이트를 이송시키는 이송 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 절곡부는: 상기 베이스에 대하여 회전하는 제1회전부; 상기 제1회전부에 대하여 회전하는 제2회전부; 상기 베이스에 고정되어 상기 제1회전부를 회전시키는 제1회전 액추에이터; 상기 제1회전부에 고정되어 상기 제2회전부를 회전시키는 제2회전 액추에이터; 상기 제2회전부에 수직으로 상기 제1회전부의 회전 중심에 위치하는 제1회전축; 상기 제2회전부에 수직으로 상기 제2회전부의 회전 중심에 위치하는 제2회전축; 상기 제1회전축 및 상기 제2회전축 상단에 고정되는 고정체; 상기 고정체에서 수직으로 설치되어 제2회전부 상단으로 제1보조축을 이송하는 제1보조 액추에이터; 및 상기 고정체에서 수직으로 설치되어 제2회전부 상단으로 제2보조축을 이송하는 제2보조 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 제1회전축, 제2회전축, 제1보조축 및 제2보조축의 선택된 어느 하나 이상의 재질은 고탄소강이며, 경도가 55 내지 70 HRC인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 절곡부의 전방에는 초기 파이프 안착 시 이동을 제한하는 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 스토퍼는 상기 베이스에 회전 고정되는 스토퍼 베이스와 상기 스토퍼 베이스를 동작하는 스토퍼 액추에터를 포함하며, 상기 스토퍼 베이스가 베이스에 안착되는 경우에는 상기 베이스 상면으로 돌출되지 않는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 파이프 절곡 장치는 비교적 간단한 구성으로 소구경 파이프를 공급하는 경우 정교하게 절곡부를 형성할 수 있는 구성으로, 특히 절곡부가 연속적으로 교체 형성되는 지그재그 형태의 절곡부를 손쉽게 형성할 수 있는 효과가 있어, 많은 지그재그 절곡부를 갖는 열교환기 등에 사용되는 파이프를 단일 장치로 빠르고 손쉽게 생산할 수 있는 효과가 있다.

도 1 본 발명에 따른 배관 절곡 장치의 구성도이며,
도 2는 도 1에 도시된 이송부의 구성도이며,
도 3은 도 1에 도시된 고정부의 구성도이며,
도 4는 도 1에 도시된 스토퍼의 구성도이며,
도 5는 도 1에 도시된 절곡부의 구성도이며,
도 6은 도 1에 도시된 절곡부의 작동 상태도와 파이프의 절곡 상태를 나타내는 설명도이다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

본 발명에 따른 파이프 절곡 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 전체 구성을 지지하는 베이스(10), 다수의 수직으로 배치되는 파이프(1)를 이송하는 이송부(20), 상기 이송부(20)에 의하여 이송된 후의 파이프(1)를 고정하는 고정부(30), 상기 파이프(1) 절곡시 파이프(1)의 변형을 방지하는 가이드(40), 상기 파이프(1)를 절곡하는 절곡부(50), 초기 파이프(1) 안착시 파이프(1)를 정렬하는 스토퍼(80), 상기 구성들의 제어하는 제어장치(90)를 포함하여 구성된다.

먼저 상기 베이스(10)는 전체적인 장치를 지지하는 역할을 하며, 우측에는 이송부(20)를 지지하고, 상단에는 작업의 편리성을 위한 평판이 배치되어 있으며, 내부에는 강성을 위한 골격과 지지대 등을 포함하여 구성되며, 그 형태와 구성은 제한되지 않는다.

상기 베이스(10)의 우측에는 도 2에 도시된 바와 같이 이송부(20)가 위치한다. 상기 이송부(20)는 이송 베이스(21)와 상기 이송 베이스(21) 상단에 마주하는 2개의 이송 플레이트(22)를 포함하며, 상기 이송 베이스(21)는 이송 스크류(23)와 상기 이송 스크류(23)를 동작하는 이송 모터(24)에 의하여 상기 베이스(10)의 길이 방향으로 왕복한다.

또한 상기 이송 프레이트(22) 중 하나는 상기 이송 베이스(21)에 고정되고, 나머지는 이송 베이스(21)의 폭방형으로 이동 가능하게 결합하고, 별도의 이송 액추에이터(25)가 장착되어 이송 플레이트(22) 사이의 간격을 조절하도록 구성된다.

따라서, 상기 이송 플레이트(22) 사이에 파이프(1)를 다수개 적층하고, 상기 이송 액추에이터(25)를 이송 플레이트(22)의 간격이 좁아지는 방향으로 작동시켜, 상기 파이프(1)를 가압한 후, 상기 이송 베이스(21)를 좌측으로 이동하도록 상기 이송 모터(24)를 가동하면, 상기 파이프(1)가 이송한다.

그리고 상기 파이프(1)의 이송이 완료된 후에는 상기 이송 액추에이터(25)를 이송 플레이트(22)의 간격이 벌어지는 방향으로 가동한 후, 상기 이송 베이스(21)를 후진하는 경우, 전체 이송부(20)가 다시 파이프(1)를 이송할 수 있는 위치로 귀환한다. 그리고 이송이 필요한 경우 상기 절차를 반복하면, 연속적으로 파이프(1)를 이송할 수 있다.

한편, 상기 고정부(30)는 도 3에 도시된 바와 같이, 두개의 고정 플레이트(31)중 하나는 나머지 고정 플레이트(31)에 폭 방향으로 이동하도록 결합하며, 이동하는 고정 플레이트(31)에는 고정 액추에이터(32)가 부착되어 두개의 고정 플레이트(31)의 사이의 간격을 조절하도록 구성된다.

상기 고정 액추에이터(32)는 상기 이송부(20)에 의하여 파이프(1)가 이송되는 경우에는 간격을 벌리도록 작동하고, 상기 이송부(20)가 귀환하는 시점부터 절곡 작업이 진행되는 동안에는 상기 고정 액추에이터(32)의 간격을 좁혀 상기 파이프(1)를 고정하는 역할을 한다.

또한, 상기 베이스(10) 상단에는 상기 이송부(20)에 의하여 이송되는 파이프(1)를 안내하기 위한 가이드(40)를 포함하여 구성된다.

상기 가이드(40) 역시 두개의 가이드 플레이트(41)로 구성되며 상기 가이드 플레이트(41) 사이에 파이프(1)가 적층되어 위치한다.

또한 상기 가이드(40)의 전방에는 도 4에 도시된 바와 같이, 초기 파이프(1)가 안착되는 경우, 파이프(1)의 위치를 설정하는 스토퍼(80)를 포함하며, 상기 스토퍼(80)는 상기 이송부(20)가 완전히 후퇴한 경우, 돌출되는 스토퍼 베이스(81)와 상기 스토퍼 베이스(81)를 작동시키는 스토퍼 액추에이터(82)로 구성되며, 상기 스토퍼 액추에이터(82)의 작동에 의하여 상기 스토퍼 베이스(81)가 기립되고, 베이스(10) 내부로 안착된다.

상기 스토퍼(80)는 초기 미가공 파이프(1)가 이송부(20)에 안착되는 경우에만 역할을 하므로, 상기 이송부(20)가 완전히 후퇴한 경우에 기립하고, 이후에는 바로 베이스(10) 내부에 위치하도록 상기 스토퍼 액추에이터(82)를 동작시키 파이프(1) 절곡 시 발생하는 간섭을 방지한다.

한편, 상기 스토퍼(80)와 상기 가이드(40) 사이에는 절곡부(50)가 위치하며, 상기 절곡부(50)는 파이프(1)를 지그재그로 절곡하는 역할을 하는 것으로 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 베이스(10)에 대하여 회전하는 제1회전체(51), 상기 제1회전체(51)에 대하여 회전하는 제2회전체(52), 상기 베이스(10)에 고정되어 상기 제1회전체(51)를 회전시키는 제1회전 액추에이터(53), 상기 제1회전체(51)에 고정되어 상기 제2회전체(52)를 회전시키는 제2회전 액추에이터(54), 상기 제1회전체(51)의 회전 중심에 위치하여 상기 베이스(10) 상단으로 돌출되는 제1회전축(55), 상기 제2회전체(52)의 회전 중심에서 돌출되는 제2회전축(56), 상기 제1회전축(55) 및 상기 제2회전축(56) 상단에 고정되는 고정체(60), 상기 고정체(60)에서 상기 제1회전축(55)과 일정한 거리로 이격된 위치에서 상하로 이동하는 제1보조축(61), 상기 제2회전축(56)과 일정한 거리로 이격된 위치에서 상하로 이동하는 제2보조축(62), 상기 제1보조축(61)을 상하로 이동시키는 제1보조 액추에이터(63), 상기 제2보조축(62)을 상하로 이동시키는 제2보조 액추에이터(64)를 포함하여 구성된다.

상기 제1회전축(55) 및 제2회전축(56)은 파이프(1)의 절곡을 위하여 180도로 교호적으로 작동한다.

또한 상기 제1보조축(61) 및 제2보조축(62) 파이프(1)의 지그재그 절곡을 위한 구성으로 역시 교호적으로 작동한다.

상기 구성에 의한 파이프(1)의 절곡을 도 6을 참조하여 구체적으로 설명한다. 여기서 상기 도 6은 상기 절곡부(50)의 평면 상태로 도시한 것으로, 상기 제1보조축(61) 및 제2보조축(62)이 내부에 마킹된 것으로, 각각 하방향으로 이동된 상태를 의미하고, 내부 마킹이 없는 것은 상방향으로 이동하여 파이프(1)를 가압할 수 없는 위치에 있는 것을 의미하며, 상기 제1회전축(55)과 제2회전축(56)에 중심중 표시"+"가 있는 경우에는 해당 축을 중심으로 회전한다는 의미이다.

먼저 파이프(1)가 이송되어 제1회전축(55)과 제2회전축(56) 사이 그리고 제1보조축(61)과 제2보조축(62) 사이에 위치하며, 제1보조축(61)이 하방향으로 이동한 후, 제2회전축(56)을 중심으로 반시계방향으로 180도 회전한다(a).

상기 단계 수행 후에는 (b)와 같은 상태이며, 이때 제1보조축(61)이 상방향으로 이동한 후, 상기 제2회전축(56)을 중심으로 반시계방향으로 180도 회전하여 귀환한다.

상기 단계 수행 후에는 (c)와 같은 상태이며, 이때 이송부(20)가 상기 파이프(1)를 한단계 이송한다.

상기 단계 수행 후에는 (d)와 같은 상태이며, 이때 제2보조축(62) 하방향으로 이송하고, 상기 제1회전축(55)을 중심으로 180도 시계방향으로 회전한다.

상기 단계 수행 후에는 (e)와 같은 상태이며, 이때 상기 제2보조축(62)을 상방향으로 이송한 후, 상기 제1회전축(55)을 중심으로 180도 반시계 방향으로 회전하여 귀환한다.

상기 단계 수행 후에는 (f)와 같은 상태이며, 이때 상기 이송부(20)를 이용하여 파이프(1)를 한단계 이송한 후, 상기와 같은 과정을 반복하면, 상기 파이프(1)는 연속하여 절곡부를 얻을 수 있다.

이때 상기 제1회전축(55)과 제2회전축(56)의 직경을 변경하는 경우 파이프(1) 절곡부의 반경을 조절할 수 있으므로, 적절히 선택하여 설치한다.

상기와 같은 절차는 제어장치(90)에 의하여 제어되며, 상기 제어장치(90)는 도 7에 도시된 바와 같이, 각종 액추에이터의 동작을 제어한다.

한편, 상기 절곡부(50)의 회전은 180도를 기준으로 설명하였으나, 일부 파이프(1)의 경우 초기에는 90도(다른 각도도 가능)로 절곡하고 이후에 180도로 연속하여 절곡하는 경우와, 마지막의 절곡 각도를 90도로 절곡하는 경우도 있으므로, 상기 각도는 변경가능하다.

한편, 본 발명에 따른 배관 절곡 장치(100)는 상기 제1회전축(55), 제2회전축(56), 제1보조축(61) 및 제2보조축(62)은 파이프(1)와 접촉하면서 절곡력이 발생하는 부위이므로, 수명을 위하여 적절한 표면 경도를 유지해야 한다.

상기 축들은 고탄소강으로 재질로 구성하며 SKD11종이 바람직하며, 경도는 55 내지 70 HRC가 바람직하다.

상기 경도가 55미만인 경우에는 실제 사용 시 파이프(1)의 절곡력을 견디지 못하여 사용이 불가하고, 70을 초과하는 경우, 충격이나 기타 강도의 저하로 인하여 불리하다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

1: 파이프 10: 베이스
20: 이송부 21: 이송 베이스
22: 이송 플레이트 23: 이송 스크류
24: 이송 모터 30: 고정부
31: 고정 플레이트 32: 고정 액추에이터
40: 가이드 41: 가이드 플레이트
50: 절곡부 51: 제1회전체
52: 제2회전체 53: 제1회전 액추에이터
54: 제2회전 액추에이터 55: 제1회전축
56: 제2회전축 60: 고정체
61: 제1보조축 62: 제2보조축
63: 제1보조 액추에이터 64: 제2보조 액추에이터
80: 스토퍼 81: 스토퍼 베이스
82: 스토퍼 액추에이터 90: 제어장치
100: 파이프 절곡 장치

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 다수의 파이프를 수직으로 하나씩 적층한 후, 지그재그 형태의 절곡부를 형성하는 파이프 절곡 장치에 있어서,
   전체 장치의 구조를 형성하고 지지하는 베이스;
   상기 베이스의 일단에 위치하여 적층된 파이프를 안착한 후 베이스의 길이 방향으로 왕복운동하여 파이프를 이송하는 이송부;
   상기 이송된 파이프를 고정하는 고정부;
   2개의 회전축과 2개의 보조축을 이용하여 상기 파이프에 지그재그형의 절곡을 형성하는 절곡부; 및
   상기 이송부, 고정부 및 절곡부의 동작을 제어하는 제어장치;를 포함하되,
   상기 절곡부와 상기 고정부 사이에는 두개의 가이드 플레이트를 포함하며, 상기 가이드 플레이트 사이에 파이프가 위치하는 가이드를 더 포함하며,
   상기 절곡부는:
   상기 베이스에 대하여 회전하는 제1회전부;
   상기 제1회전부에 대하여 회전하는 제2회전부;
   상기 베이스에 고정되어 상기 제1회전부를 회전시키는 제1회전 액추에이터;
   상기 제1회전부에 고정되어 상기 제2회전부를 회전시키는 제2회전 액추에이터;
   상기 제2회전부에 수직으로 상기 제1회전부의 회전 중심에 위치하는 제1회전축;
   상기 제2회전부에 수직으로 상기 제2회전부의 회전 중심에 위치하는 제2회전축;
   상기 제1회전축 및 상기 제2회전축 상단에 고정되는 고정체;
   상기 고정체에서 수직으로 설치되어 제2회전부 상단으로 제1보조축을 이송하는 제1보조 액추에이터; 및
   상기 고정체에서 수직으로 설치되어 제2회전부 상단으로 제2보조축을 이송하는 제2보조 액추에이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 절곡 장치.
   
5. 청구항 4에 있어서, 상기 제1회전축, 제2회전축, 제1보조축 및 제2보조축의 선택된 어느 하나 이상의 재질은 고탄소강이며, 경도가 55 내지 70 HRC인 것을 특징으로 하는 파이프 절곡 장치.
   
6. 청구항 4에 있어서, 상기 절곡부의 전방에는 초기 파이프 안착 시 이동을 제한하는 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 절곡 장치.
   
7. 청구항 6에 있어서, 상기 스토퍼는 상기 베이스에 회전 고정되는 스토퍼 베이스와 상기 스토퍼 베이스를 동작하는 스토퍼 액추에터를 포함하며, 상기 스토퍼 베이스가 베이스에 안착되는 경우에는 상기 베이스 상면으로 돌출되지 않는 것을 특징으로 하는 파이프 절곡 장치.
   

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