KR101871327B1 - 건설기계용 프레임 구조물 벤딩 장치 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 건설기계용 프레임 구조물 벤딩 장치에 관한 것으로서, 건설기계용 프레임 구조물의 단부를 제조하기 위하여 절곡 및 포밍 가공을 수행하는 건설기계용 프레임 구조물 벤딩 장치에 있어서, 로딩시 상기 프레임 구조물의 하단부가 안착되도록 내부에 요홈되는 지지부와, 상기 프레임 구조물의 언로딩시 상기 프레임 구조물을 들어 올리는 리프팅 실린더를 포함하는 로딩다이; 상기 본체의 전방 플레이트 일측에 소정 간격으로 설치되는 적어도 하나의 프레임 상부 고정구; 상기 본체의 전면 플레이트 일측에서 상기 본체의 수직방향을 따라 소정 간격으로 설치되는 한 쌍의 서포트; 프레임 구조물의 양측면을 각각 고정하는 상부 클램프 및 하부 클램프; 상기 베이스 플레이트의 상면에 고정 설치되는 받침다이; 상기 받침다이의 자유곡면에 놓여지는 프레임 구조물 단부에 대해서 상기 제1 실린더에 의해 형성되는 프레싱 압력을 제공하는 제1 금형; 상기 프레임 구조물의 에지부에 프레싱 압력을 제공하는 에지 펀치; 소성 변형을 방지하도록 상기 베이스 플레이트의 상면에서 상기 받침다이의 지지면 후방에 이격되어 설치되는 스트라이커;를 포함하여 구성된다.

Description

건설기계용 프레임 구조물 벤딩 장치{Bending Apparatus for Frame Structure of Construction machinery}

본 명세서에 개시된 내용은 건설기계용 프레임 구조물 벤딩 장치에 관한 것으로서, 건설기계용 사이드 프레임 구조물이나 도어 및 엔진룸 프레임 구조물의 단부 및 에지부에 대해 절곡 및 포밍이 효율적으로 수행될 수 있도록 개량된 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 식별항목에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 식별항목에 기재된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

건설기계는 일반적인 굴삭기나 휠로더, 파워쇼벨, 브레이커, 파이프 레이어 등의 다양한 사양으로 제조되며 토목이나 건축 공사시 현장의 자재를 소정의 트럭에 적재하는 상차작업이나, 땅을 파거나 메우는 굴삭작업, 경토ㆍ암반 파쇄 등의 브레이커 작업, 흙다짐과 같은 컴팩터 작업, 절단 등의 크라샤 작업 및 파이프 시공과 같은 다양한 작업을 전문적으로 수행하는데 활용되고 있다.

그러한 건설기계에는 일반적인 기계적인 장치와 달리 외부 부하가 크고 진동이 극심하게 발생하는 열악한 작업환경에 노출되기 때문에 각종 프레임 구조물들은 높은 강성 및 내구성을 요구한다.

예를 들면, 엔진이나 라디에이터 등과 같은 엔진계통의 장비가 수용되는 엔진룸 구조물은 내장 설비의 보호를 위하여 상대적으로 높은 강성을 갖도록 설계되며, 엔진룸에 인접하게 배치되는 사이드 도어나 탱크 하우징을 구성하는 프레임 구조물 역시 재질상 상대적으로 강성이 높고 구조적으로 단층 혹은 다층 구조의 프레임 구조물로 설계되기 때문에 그러한 형상 설계 요구사양에 적합하도록 다양한 제조 공정들을 요구하고 있다.

특히, 전술한 건설기계용 프레임 구조물의 제조를 위하여 일반적인 기계부품으로서 평편한 플레이트를 절곡 및 포밍 가공하기 위한 벤딩 머신이나 벤딩 공정을 활용하려는 기술적인 접근이 오랜 기간 다양하게 이어졌으나, 건설기계의 프레임 구조 및 부품 사양의 특수성으로 인해 여러 가지 공정이 복합적으로 요구됨은 물론 품질과 생산성을 보증하는 벤딩 장치로 활용하기 어려워 이에 관한 연구 및 개발이 시급한 실정이다.

- 한국특허등록 제10-1160607호(2012년06월21일자 등록)

본 명세서에 개시된 내용은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 건설기계용 프레임 구조물의 로딩 및 언로딩시에 위치설정을 정확하고 안전하게 수행할 수 있으며, 프레임 단부 및 에지부에 대해 절곡 및 포밍 가공을 자동으로 수행하고, 가공된 구조물에 대한 소성 변형을 방지할 수 있는 건설기계용 프레임 구조물 벤딩 장치를 제공하는데 목적이 있다.

개시된 내용의 일 실시예에 의하면, 하나의 기술적 특징으로서,

건설기계용 프레임 구조물의 단부 및 에지부를 절곡 및 포밍 가공하기 위한 건설기계용 프레임 구조물 벤딩 장치에 있어서,

상부 플레이트, 바닥 플레이트，상기 상부 플레이트와 바닥 플레이트 사이에서 수평하게 형성되는 베이스 플레이트 및 상기 베이스 플레이트와 상기 바닥 플레이트 사이에 연장되며 몸체 전방에 형성되는 전방 플레이트를 포함하는 본체;

상기 바닥 플레이트의 일측에 설치되며, 상기 프레임 구조물의 로딩시 프레임 구조물 하부가 안착되도록 내부에 요홈되는 지지부와, 상기 프레임 구조물의 언로딩시 상기 지지부에 안착된 프레임 구조물을 미리 설정된 로딩 또는 언로딩 위치로 이동시키는 리프팅 실린더를 포함하여 구성되는 로딩다이;

상기 본체의 전방 플레이트 일측에 소정 간격으로 설치되며, 로딩 및 언로딩 과정에서 자력에 의해 상기 프레임 구조물의 상부 일측을 기울인 자세로 고정 및 유지하는 적어도 하나의 프레임 상부 고정구;

상기 본체의 전면 플레이트 일측에서 상기 본체의 수직방향을 따라 소정 간격으로 설치되며, 로딩되는 상기 프레임 구조물의 바디 내측면 일측을 지지하는 한 쌍의 프레임 서포트;

외주연 상에 나선 피치를 갖는 가이드바에 나사 결합된 한 쌍의 클램프 서포트와, 상기 클램프 서포트의 상단 및 하단에 각각 고정 설치되며 프레임 구조물의 양측면을 각각 고정하는 상부 클램프 및 하부 클램프;

상기 프레임 구조물의 단부 배면의 절곡 형상에 상응하는 자유곡면과 상기 자유곡면의 선단부로부터 연장되어 상기 베이스 플레이트에 접하는 지지면을 구비하며, 상기 베이스 플레이트의 상면에 고정 설치되는 받침다이;

상기 본체의 상부 플레이트에 고정된 제1 실린더에 신축 가능하게 설치되고, 하단부에 압착패드가 구비되며, 상기 압착패드는 상기 받침다이의 자유곡면에 놓여지는 프레임 구조물 단부에 대해서 상기 제1 실린더에 의해 형성되는 프레싱 압력을 제공하는 제1 금형;

상기 제1 금형의 후방에 배치되며, 상기 베이스 플레이트의 상면에 장착된 제2 실린더에 신축 구동 가능하게 구성되며, 상기 프레임 구조물의 에지부에 프레싱 압력을 제공하는 에지 펀치;

상기 베이스 플레이트의 상면에서 상기 받침다이의 지지면 후방에 이격되어 설치되며, 스트라이커 실린더에 신축 구동 가능하게 구성되어 상기 프레임 구조물의 에지부가 소성 변형되지 않도록 상기 에지부에 프레싱 압력을 제공하는 스트라이커;를 포함하여 구성되는 건설기계용 프레임 구조물 벤딩 장치를 제공한다.

개시된 내용은 다른 기술적 특징으로서, 상기 로딩다이에 인접하게 설치되며, 상기 프레임 구조물의 로딩 및 언로딩시에 상기 로딩다이의 최대 리프팅 높이를 검출하는 리미트 스위치를 포함하여 구성되는 건설기계용 프레임 구조물 벤딩 장치를 제공한다.

개시된 내용은 또 다른 기술적 특징으로서, 상기 프레임 구조물의 단부에 대해 작업자의 접근하는 검출하는 센서를 포함하는 건설기계용 프레임 구조물 벤딩 장치를 제공한다.

개시된 내용은 또 다른 기술적 특징으로서, 상기 프레임 구조물은 건설기계용 사이드 커버 플레이트를 포함하여 구성된다.

개시된 내용은 또 다른 기술적 특징으로서, 상기 프레임 구조물은 건설기계용 엔진룸 또는 도어 프레임 구조물을 포함하여 구성된다.

본 명세서에 개시된 일 실시예에 따르면, 프레임 단부 및 에지부에 대해 절곡 및 포밍 가공시에 상부 금형의 구동에 의해 구조물 단부에 대한 절곡과 더불어 포밍 위치가 유지되며, 에지 펀치의 구동에 의해 구조물 에지부에 대한 포밍가공 및 스트라이커의 작동이 자동으로 수행되는 장점이 있다.

일 실시예에 따르면, 로딩 및 언로딩시 자력에 의해 프레임 구조물을 고정시, 프레임 구조물이 로딩다이의 수직방향을 기준으로 벤딩 장치의 본체 내부 및 후방으로 기울어져 그 무게중심이 로딩다이의 전방으로 이동되지 않도록 프레임 구조물이 구속됨에 의해서 안전하게 후속 공정을 수행할 수 있는 장점이 있다.

일 실시예에 따르면, 언로딩시 로딩다이의 리프팅 기능에 의해 가공이 종료된 프레임 구조물이 받침다이로부터 상방으로 리프팅되어 탈거작업이 용이하게 수행될 수 있는 장점이 있다.

일 실시예에 따르면，프레임 구조물에 대한 절곡 및 포밍 과정에서 펀치와 스트라이커가 순차적으로 작동하여 포밍 가공 이후에 소성 변형 혹은 포밍 가공 이전 상태로 탄성 복원되는 현상을 방지하여 제품의 품질이 크게 향상되는 장점이 있다.

본 발명의 효과는 명세서의 전체적인 기재에 의해서 추가로 파악되어야 할 것이며, 설사 명시적인 문장으로 기재되어 있지 않더라도 기재된 내용이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 명세서를 통해 그러한 효과가 있는 것으로 인정할 수 있는 효과라면 본 명세서에 기재된 효과로 보아야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 프레임 구조물로서 사이드 커버의 정면도,
도 2는 절곡 및 포밍이 요구되는 프레임 단부 및 에지를 설명하는 도면으로서, 도 1에 도시된 사이드 커버의 측면도,
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 건설기계용 프레임 구조물 벤딩 장치의 개략적인 측면도,
도 3b는 도 3a에 도시된 프레임 구조물의 단부에 대한 라운드 절곡 및 프레싱 상태를 도시한 일부 확대도,
도 3c는 도 3a에 도시된 프레임 구조물의 에지부에 대한 포밍 절곡 상태를 도시한 일부 확대도,
도 3d는 도 3c에 도시된 에지 펀치의 스트로크를 제한하는 스톱퍼 설치 상태를 개략적으로 도시한 일부 확대도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 건설기계용 프레임 구조물 벤딩 장치의 개략적인 정면도,
도 5는 사이드 커버의 단부 및 에지에 대한 절곡과 포밍 작동상태를 설명하기 위한 건설기계용 프레임 구조물 벤딩 장치의 정면도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 사이드 커버 플레이트에 대한 절곡 및 포밍을 위하여 로딩 상태를 도시한 도면 대용 사진,

이하에는, 개시된 내용의 바람직한 실시예와 구성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

또한, 개시된 내용에 있어서, 프레임 구조물은 굴삭기나 휠로더, 파워쇼벨, 브레이커, 파이프 레이어 등을 포함하는 건설기계용 사이드 플레이트나 엔진룸 또는 도어 프레임의 단부 및 에지부에 대한 절곡 및 포밍 가공에 대한 작업대상을 지칭하기 위해 사용된 용어이며, 전술한 건설기계는 굴삭작업, 경토ㆍ암반 파쇄 등의 브레이커 작업, 흙다짐과 같은 컴팩터 작업, 절단 등의 크라샤 작업 및 파이프 시공과 같은 다양한 작업을 위한 여러 가지 사양의 건설기계에 적용될 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 건설기계용 프레임 구조물로서 사이드 커버의 정면도이며，도 2는 절곡 및 포밍이 요구되는 프레임 단부 및 에지부를 설명하는 도면으로서，도 1에 도시된 굴삭기용 사이드 커버의 측면도, 도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 건설기계용 프레임 구조물 벤딩 장치의 개략적인 측면도, 도 3b는 도 3a에 도시된 프레임 구조물의 단부에 대한 라운드 절곡 및 프레싱 상태를 도시한 일부 확대도, 도 3c는 도 3a에 도시된 프레임 구조물의 에지부에 대한 포밍 절곡 상태를 도시한 일부 확대도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 건설기계용 프레임 구조물 벤딩 장치의 개략적인 정면도, 도 5는 사이드 커버의 단부 및 에지부에 대한 절곡과 포밍 작동상태를 설명하기 위한 건설기계용 프레임 구조물 벤딩 장치의 정면도，도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 사이드 커버 플레이트에 대한 절곡 및 포밍을 위하여 로딩 상태를 도시한 도면 대용 사진이다.

도 1 및 도 2를 참조하면，통상적으로 건설기계용 프레임 구조물(1)，예를 들면 굴삭기용 사이드 커버나 도어 프레임은 단층 혹은 다층의 플레이트로 형성된 플레이트 본체(2)와 상기 플레이트 본체(2)의 하부(4)에 대향되는 상부의 단부(3)를 포함하며，상기 단부(3) 및 그 단부의 테두리를 형성하는 에지부(F)에 대한 절곡 및 포밍이 요구된다.

개시된 발명의 일실시예에 따르면，건설기계용 프레임 구조물(1)에 대한 절곡 및 포밍 가공을 수행하는 건설기계용 프레임 구조물 벤딩 장치에 있어서，

본체(8)는 상부 플레이트(8a)，바닥 플레이트(8b)，상기 상부 플레이트(8a)와 바닥 플레이트(8b) 사이에서 수평하게 형성되는 베이스 플레이트(8c) 및 상기 베이스 플레이트(8c)와 상기 바닥 플레이트(8b) 사이에 연장되며 몸체 전방에 형성되는 전방 플레이트(8d)를 구비하여 구성된다.

상기 본체(8)는 프레임 구조물(1)에 대한 절곡 및 포밍 가공시에 외부 부하를 지지할 뿐 아니라 요구되는 동력원으로서 금형 및 펀치의 구동원으로서 실린더 블록에 유압을 제공하기 위한 유압발생수단 및 다양한 동력 전달 수단을 내장할 수 있다.

예를 들면, 상기 본체(8)는 내부에 유압펌프나 콤프레서 등을 포함할 수 있다.

로딩다이(16)은 상기 바닥 플레이트(8b)의 일측에 설치되며, 상기 프레임 구조물(1)의 로딩시 프레임 구조물 하부가 안착되도록 내부에 요홈되는 지지부(17)와, 상기 프레임 구조물의 언로딩시 상기 지지부(17)에 안착된 프레임 구조물을 미리 설정된 로딩 또는 언로딩 위치로 이동시키는 리프팅 실린더(10)를 포함하여 구성된다.

상기 로딩다이(16)의 지지부(17)는，프레임 구조물(1)이 상기 본체(8)의 전방으로부터 탑재되는 프레임 구조물 하부(4)를 안착 지지한다.

상기 리프팅 실린더(10)는, 상기 리프팅 실린더(10)의 일측은 바닥 플레이트(8b)의 일측에 고정되며, 타측은 상기 로딩다이(16)에 결합되며, 본체 상하 방향을 따라 미리 설정된 높이로 승강시 가해지는 로딩다이(16)의 부하를 지지한다.

리미트 스위치(5)는 컨트롤 패널(25)에 구비된 컨트롤러에 전기적으로 연결되며, 상기 로딩다이(16)에 인접하게 설치되고, 프레임 구조물의 로딩 및 언로딩시에 승강 혹은 리프팅 작동시 상기 로딩다이(16)의 최대 리프팅 높이 혹은 최대 상승 높이(h)를 검출 및 제한하는 기능을 수행한다.

예컨대, 로딩 또는 언로딩 과정에서, 상승 또는 하강되는 프레임 구조물(1)을 전체적으로 상기 최대 상승 높이(h)에 상응하게 이동시키거나 초기 위치로 복귀되는 로딩 또는 언로딩 위치가 제어되며, 상기 최대 상승 높이(h)는 프레임 구조물(1)의 에지부(F)에 요구되는 절곡 포밍 길이(L) 보다 크게 구성될 수 있다(도 3c 참조).

언로딩 과정에서, 프레임 구조물(1)의 절곡 및 포밍된 에지부(F)가 받침다이(20)의 상부로 이탈됨에 의해서 탈거작업이 안전하게 수행된다.

한편, 개시된 내용의 일실시예에 따르면, 건설기계용 프레임 구조물 벤딩 장치는, 상기 전방 플레이트(8d)의 상부에 설치되며, 상기 로딩 및 언로딩 과정에서 상기 프레임 구조물(1)의 상부(3) 일측을 자력에 의해 고정 및 유지하는 적어도 하나의 프레임 상부 고정구(7)와, 상기 본체(8)의 전면 플레이트(8d) 일측에서 상기 본체(8)의 수직방향을 따라 소정 간격으로 설치되며 로딩되는 상기 프레임 구조물(1)의 바디 내측면 일측을 지지하는 한 쌍의 프레임 서포트(34a, 34b)를 포함하여 구성된다.

상기 프레임 상부 고정구(7)은, 영구자석이나 전자석을 포함하는 자성체를 포함하여 구성되며, 로딩시 로딩다이(16)의 지지부(17)에 안착된 프레임 구조물(1)의 상부 일측을 자력에 의해 고정시켜서 프레임 기립자세를 유지시킨다. 전술한 프레임 기립자세는 프레임 구조물(1)의 무게중심이 상기 본체(8)의 내부를 향하도록 기울어진 자세의 프레임 고정 상태를 의미하며, 상기 자성체는 소정의 기하학적 배열을 가질 수 있다.

또한, 개시된 내용의 건설기계용 프레임 구조물 벤딩 장치는, 프레임 구조물의 양측면을 각각 고정하는 한 쌍의 상부 클램프(13) 및 하부 클램프(14)를 구비한다.

상기 클램프(13, 14)들은 유압에 의해 고정력 혹은 클램핑 포스(clamping force)를 제공하는 클램프 실린더를 포함하며, 클램프 서포트(9a, 9b)의 상단 및 하단에 각각 고정 설치된다.

상기 클램프 서포트(9a, 9b)는 외주연 상에 형성된 나선 피치(helix pitch, 24a)를 갖는 가이드바(24)에 나사 결합되며, 상기 가이드바(24)의 회전시에 상기 클램프 서포트(9a, 9b)의 상단 및 하단에 각각 고정 설치된 클램프(13, 14)가 본체 수평방향을 따라 동시에 피치이동을 프레임 구조물(1)의 양측면에 클램핑되거나 혹은 언클램핑 될 수 있다.

상기 가이드바(24)는 프레임 구조물(1)의 내측면을 지지하는 상기 서포트(34a, 34b)의 외측에 대해 좌우 대칭구조로 설치되며, 각각의 가이드바(24)의 선단부에는 회전수 조절을 위한 핸들(23)이 구성된다.

상기 회전수에 의존하여 상기 클램프 서포트(9a, 9b)의 피치이동이 설정될 수 있다.

상기 클램프(13, 14)는 컨트롤러에 의해 요구되는 클램핑 포스를 공압으로 제어하는 공압식 클램프로 구성하는 것이 바람직하지만, 건설기계용 프레임 구조물의 의한 부하를 고려하여 다양한 변형이 가능할 수 있다.

받침다이(20)는 상기 베이스 플레이트(8b)의 상면에 고정 설치되며, 프레임 구조물(1)의 단부(3) 배면의 절곡 형상에 상응하는 자유곡면(20a)과 상기 자유곡면(20a)의 선단부로부터 연장되어 상기 베이스 플레이트(8b)의 표면에 접지하는 지지면(20b)을 포함하여 구성된다.

상기 받침다이(20)의 자유곡면(20a)는 후술하는 한 쌍의 곡면 절곡용 제1 금형(11)의 하강시에 프레임 구조물(1)의 단부(3)에 대한 절곡 및 프레싱 압력을 지지하며, 상기 받침다이(20)의 지지면(20b)은 후술하는 스트라이커(30)에 의해 가압되는 에지부(F)에 대한 프레싱 압력을 지지한다.

상기 제1 금형(11)은 하단부에 형성되는 압착패드(11a)를 구비하며, 본체(8)의 상부 플레이트(8a)에 고정된 제1 실린더(12a, 12b)에 각각 신축 가능하게 설치된다.

상기 제1 금형(11)의 압착패드(11a)는, 단부 절곡 혹은 단부 고정의 단계에서 상기 받침다이(20)의 자유곡면(20a) 상에서 프레임 구조물 단부에 상기 제1 실린더(12)의 유압에 의해 형성되는 미리 설정된 프레싱 압력을 제공한다.

예컨대, 절곡 및 포밍 과정에서, 제1 금형(11)의 압착패드(11a)는, 상기 제1 실린더(12)의 신장 구동에 의해 하강되어 상기 받침다이(20)의 자유곡면(20a) 상에 놓여지는 프레임 구조물 단부(3)를 미리 설정된 프레싱 압력으로 가압시킨다.

이 과정에서, 프레임 구조물 단부(3)는 상기 받침다이(20) 상에서 외측면이 만곡된 아크 형상의 절곡 상태로 고정되며, 후속되는 펀치 작동시에 프레임 구조물 단부(3)의 구속위치로서 고정 유지된다.

바람직하게는, 상기 제1 실린더(12)의 프레싱 압력은 컨트롤러에 의해 단부 절곡 및 고정에 요구되는 유압으로 제어되며, 경우에 따라 굴삭기나 휠로더를 포함하는 건설기계의 사양에 따라서 프레임 구조물 단부의 절곡 가공에 대해 요구되는 부하 혹은 허용 공차 범위를 고려하여 다양한 변형이 가능할 수 있다.

에지 펀치(21)는 상기 제1 금형(11)의 후방에 배치되며, 상기 베이스 플레이트(8b)의 상면에 장착되는 제2 실린더(22a, 22b)에 각각 신축 구동 가능하게 구성된다.

상기 에지 펀치(21)는, 프레임 구조물 에지부(F)에 대한 절곡 및 포밍의 단계에서 상기 받침다이(20)의 지지면(20b)과 경계를 형성하는 자유곡면(20a) 혹은 프레임 구조물(1)의 전방을 향해 발생하는 프레싱 압력을 제공한다. 여기서, 에지 펀치(21)의 프레싱 압력은 상기 제2 실린더(22)의 유압에 의해 형성되는 미리 설정된 유압에 의존하여 형성된다.

도 3c를 참조하며, 절곡 및 포밍 과정에서, 에지 펀치(21)는, 상기 제1 실린더(12)의 유압에 의해 상기 받침다이(20)의 자유곡면(20a) 상에서 가압 및 고정위치에 구속된 프레임 구조물(1)의 에지부(F)에 대해 미리 설정된 프레싱 압력으로 가압하여 "ㄱ" 형상으로 변형시킨다.

이 과정에서, 프레임 구조물의 에지부(F)는 상기 받침다이(20)의 지지면(20b) 상에서 절곡 및 포밍 형성된다.

한편, 도 3d를 참조하면, 상기 받침다이(20)와 상기 스트라이커(30) 사이에 상기 에지 펀치(21)의 스트로크를 제한하는 스톱퍼(35)가 구성되며, 상기 스토퍼(35)는 상기 에치 펀치(21)의 선단부가 상기 에지부(F)에 요구되는 절곡 포밍 길이(L) 이상으로 하강되는 것을 방지하는 기능을 수행한다.

바람직하게는, 상기 제2 실린더(22)의 프레싱 압력은 컨트롤러에 의해 에지부 절곡 및 포밍에 요구되는 유압으로 제어되며, 경우에 따라 굴삭기나 휠로더를 포함하는 건설기계의 사양에 따라서 프레임 구조물 에지부(F)의 절곡 및 포밍 가공에 요구되는 부하 혹은 허용 공차 범위를 고려하여 다양한 변형이 가능할 수 있다.

스트라이커(30)는 베이스 플레이트(8c)의 상면에서 상기 받침다이(20)의 지지면(20b) 후방에 이격되어 설치된다. 상기 스트라이커(30)는 유압에 의해 제어되는 스트라이커 실린더(32)에 신축 구동 가능하게 구성되며, 상기 스트라이커 실린더(32)는 미리 설정된 스트로크 구간에 상응하도록 상기 스트라이커(30)의 단부를 이동시키는 기능을 수행한다.

예컨대, 스트라이커 실린더(32)가 최대 범위 또는 제1 스트로크 구간으로 신장 구동하면, 상기 스트라이커(30)는 상기 받침다이(20)의 지지면(20b)에 절곡된 에지부(F)에 대해 최대 프레싱 압력을 제공할 수 있다.

상기 스트라이커(30)는 프레임 구조물(1)의 에지부(F)가 "ㄱ" 형상의 성형을 유지하지 못하고 소성 변형을 일으켜 절곡 및 포밍 이전 상태로 복원되려 하는 응력을 제거하거나 저감하는 기능을 수행하며, 이 과정에서 미리 설정된 가압시간 동안에 상기 받침다이(20)의 지지면(20b)에 절곡된 에지부(F)에 대해 최대 프레싱 압력을 제공하도록 제어될 수 있다.

여기서, 상기 프레임 구조물(1)의 에지부(F)는 프레임 구조물의 단부에서 "ㄱ"으로 연장 형성되며, 상기 스트라이커(30)에 관련된 프레싱 압력 및 가압시간 등의 제어변수는 건설기계의 사양에 따라 다양한 프레임 구조물(1)의 소성 변형 허용 범위에 따라 다양하게 변형될 수 있다.

상기 프레임 구조물의 단부에 대해 작업자의 접근하는 검출하는 센서(27)는 상기 제1 금형(11)에 인접하여 본체 양측단에 각각 구성되며, 절곡 및 포밍 가공시에 임의로 작업자 및 다른 도구의 접근을 검출하여 컨트롤러에 검출신호를 제공하며, 상기 컨트롤러에 의해 전술한 실린더들에 대한 유압원(유압펌프)의 구동이 정지 제어될 수 있다.

예를 들면, 상기 센서(27)는 절곡 및 포밍 과정에서 프레임 구조물의 단부에 대해 접근하는 작업자의 신체의 일측을 검출하는 안전용 빔 센서로 구성되며, 컨트롤러에 전기적으로 연결되며, 안전을 고려하여 복수의 배열을 가질 수 있다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 전술한 한 쌍의 상부 클램프(13) 및 하부 클램프(14)들은 프레임 구조물 좌측면 및 양측면에 대한 고정을 위해 건설기계용 프레임 구조물(1)의 디멘젼을 기준으로 좌우 대칭되게 구성할 수 있으며, 이 경우 각각의 한 쌍의 상부 클램프(13) 및 하부 클램프(14)들은 한 쌍의 클램프 서포트(9a, 9b) 및 가이드 바(24)에 동시에 혹은 독립적으로 이동되거나 클램핑 포스를 조절할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 전술한 제1 금형(12)은 한 쌍의 건설기계용 프레임 구조물(1)의 좌측 및 우측 디멘젼을 고려하여 본체 상부플레이트(8a) 상에서 도면상 좌측 제1 금형(12a)과 우측 제1 금형(12b)을 갖는 2열 배치를 구성하는 것이 바람직하며, 에지 펀치(21) 역시 상기 제1 금형 배치에 상응하여 좌측 및 우측 에지 펀치의 2열 배치를 구성하는 것이 바람직하다.

개시된 건설기계용 프레임 구조물 벤딩 장치는, 가공을 위한 프레임 구조물의 로딩 단계와, 압착패드에 의한 단부 절곡 및 프레싱 유지 단계, 펀치에 의한 에지부 절곡 단계, 스트라이커에 의한 절곡 포밍 압력 유지 단계 및 프레임 구조물의 탈거를 위한 리프팅 및 언로딩 단계를 포함하여 구성될 수 있으며, 프레임 구조물(1)을 로딩다이(16)의 지지부(17) 상에 탑재한 이후, 제1 금형(12)과 에지 펀치(21), 스트라이커(30)에 관련된 유압은 컨트롤러에 연결된 컨트롤 패널(25)의 조작스위치(26)를 통해서 미리 설정된 공정 사이클로서 자동 제어될 수 있다.

또한, 전술한 유압이 절곡 및 포밍에 요구되는 허용범위를 초과하거나 안전범위를 벗어나는 경우, 상기 컨트롤러는 미리 설정된 로직에 의존하여 외부에 알람 신호를 제공하거나 구동 정지 제어를 수행할 수 있다.

한편, 전술한 프레임 구조물은 건설기계용 사이드 커버 플레이트나, 건설기계용 엔진룸 또는 도어 프레임 구조물 및 플랜지부를 포함하며, 상술한 기술내용은 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 프레임 구조물
3 : 프레임 구조물의 단부
5 : 리미트 스위치
10 : 리프팅 실린더
11 : 제1 금형
11a: 압착패드
20 : 받침다이
21 : 에지 펀치
30 : 스트라이커

Claims (5)

1. 건설기계용 프레임 구조물의 단부 및 에지부를 절곡 및 포밍 가공하기 위한 건설기계용 프레임 구조물 벤딩 장치에 있어서,
   상부 플레이트, 바닥 플레이트，상기 상부 플레이트와 바닥 플레이트 사이에서 수평하게 형성되는 베이스 플레이트 및 상기 베이스 플레이트와 상기 바닥 플레이트 사이에 연장되며 몸체 전방에 형성되는 전방 플레이트를 포함하는 본체;
   
   상기 바닥 플레이트의 일측에 설치되며, 상기 프레임 구조물의 로딩시 프레임 구조물 하부가 안착되도록 내부에 요홈되는 지지부와, 상기 프레임 구조물의 언로딩시 상기 지지부에 안착된 프레임 구조물을 미리 설정된 로딩 또는 언로딩 위치로 이동시키는 리프팅 실린더를 포함하여 구성되는 로딩다이;
   
   상기 본체의 전방 플레이트 일측에 소정 간격으로 설치되며, 로딩 및 언로딩 과정에서 자력에 의해 상기 프레임 구조물의 상부 일측을 기울인 자세로 고정 및 유지하는 적어도 하나의 프레임 상부 고정구;
   
   상기 본체의 전면 플레이트 일측에서 상기 본체의 수직방향을 따라 소정 간격으로 설치되며, 로딩되는 상기 프레임 구조물의 바디 내측면 일측을 지지하는 한 쌍의 프레임 서포트;
   
   외주연 상에 나선 피치를 갖는 가이드바에 나사 결합된 한 쌍의 클램프 서포트와, 상기 클램프 서포트의 상단 및 하단에 각각 고정 설치되며 프레임 구조물의 양측면을 각각 고정하는 상부 클램프 및 하부 클램프;
   
   상기 프레임 구조물의 단부 배면의 절곡 형상에 상응하는 자유곡면과 상기 자유곡면의 선단부로부터 연장되어 상기 베이스 플레이트에 접하는 지지면을 구비하며, 상기 베이스 플레이트의 상면에 고정 설치되는 받침다이;
   
   상기 본체의 상부 플레이트에 고정된 제1 실린더에 신축 가능하게 설치되고, 하단부에 압착패드가 구비되며, 상기 압착패드는 상기 받침다이의 자유곡면에 놓여지는 프레임 구조물 단부에 대해서 상기 제1 실린더에 의해 형성되는 프레싱 압력을 제공하는 제1 금형;
   
   상기 제1 금형의 후방에 배치되며, 상기 베이스 플레이트의 상면에 장착된 제2 실린더에 신축 구동 가능하게 구성되며, 상기 프레임 구조물의 에지부에 프레싱 압력을 제공하는 에지 펀치;
   
   상기 베이스 플레이트의 상면에서 상기 받침다이의 지지면 후방에 이격되어 설치되며, 스트라이커 실린더에 신축 구동 가능하게 구성되어 상기 프레임 구조물의 에지부가 소성 변형되지 않도록 상기 에지부에 프레싱 압력을 제공하는 스트라이커;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건설기계용 프레임 구조물 벤딩 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 로딩다이에 인접하게 설치되며, 상기 프레임 구조물의 로딩 및 언로딩시에 상기 로딩다이의 최대 리프팅 높이를 검출하는 리미트 스위치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건설기계용 프레임 구조물 벤딩 장치.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 프레임 구조물의 단부에 대해 작업자의 접근하는 검출하는 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계용 프레임 구조물 벤딩 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 프레임 구조물은 건설기계용 사이드 커버 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계용 프레임 구조물 벤딩 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 프레임 구조물은 건설기계용 엔진룸 또는 도어 프레임 구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계용 프레임 구조물 벤딩 장치.

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