KR101882405B1

KR101882405B1 - 금속 파이프를 절단하기 위한 띠톱 기계 및 절단 방법

Info

Publication number: KR101882405B1
Application number: KR1020160117546A
Authority: KR
Inventors: 아민 슈톨처; 니콜 데지레 크레버-슈톨처; 숀케 플로리안 크레버
Original assignee: 커위로 베지츠 게엠베하 ＆ 코. 에데파우-딘스트라이스퉁스 카게
Priority date: 2015-09-18
Filing date: 2016-09-12
Publication date: 2018-07-26
Anticipated expiration: 2036-09-12
Also published as: CA2941181A1; CN106541180B; RU2640698C1; KR20170034339A; US20170080505A1; EP3144088B1; CA2941181C; EP3144088A1; JP6918458B2; JP2017056553A; DE102015115820A1; CN106541180A

Abstract

본 발명은, 절단할 금속 파이프(3)를 안착 및 고정시키기 위한 톱 테이블(2)(saw table)을 갖춘 고정식 톱 하부(1), 및 순환식 띠톱(5)을 구비하고, 톱 하부(1)에 대해 상대적으로 움직일 수 있는 톱 상부(4)를 포함하며, 톱 하부(1)에 대해 상대적으로 이루어지는 톱 상부(4)의 전진 이동 동작(13)에 의해서, 순환하는 띠톱(5)이 금속 파이프(3) 내부로 삽입되고, 톱 절단을 위해 상기 금속 파이프를 관통하는, 띠톱 기계로 금속 파이프(3) 또는 중공 프로파일을 절단하기 위한 방법에 관한 것이다. 전진 이동 동작은 실질적으로 중력과 반대 방향으로 실행된다.

Description

금속 파이프를 절단하기 위한 띠톱 기계 및 절단 방법{BAND SAW MACHINE AND METHOD FOR SAWING A METAL PIPE}

본 발명은, 청구항 제1항의 전제부에 따른, 띠톱 기계로 금속 파이프 또는 중공 프로파일을 절단하는 방법, 및 청구항 제4항의 전제부에 따른, 금속 파이프 또는 중공 프로파일을 절단하기 위한 띠톱 기계에 관한 것이다.

상기 방법을 위해서 사용되는 유형의 띠톱 기계는, 절단할 금속 파이프 또는 중공 프로파일을 안착 및 고정하기 위한 톱 테이블(saw table)을 갖춘 고정식 톱 하부, 및 준-무한 절단 동작을 실행하기 위해 일련의 톱니가 장착되어 구동되는 순환식 띠톱을 구비하는, 톱 하부에 대해 상대적으로 움직일 수 있는 톱 상부를 포함한다. 톱 하부에 대해 상대적으로 이루어지는 톱 상부의 전진 이동 동작에 의해서, 띠톱이 금속 파이프 또는 중공 프로파일 내로 삽입되고, 톱 절단을 위해 금속 파이프 또는 중공 프로파일을 관통한다.

상기 언급된 유형의 띠톱 기계 및 방법은 오래전부터 예를 들어 DE 39 27 275 A1, DE 198 28 589 A1, EP 1 029 623 A1, 또는 DE 10 2013 210 573 A1에 공지되어 있다. 이들 공지된 띠톱 기계의 공통점은, 절단할 가공품이 톱 테이블 상에 안착되어 고정되며, 그 다음에 톱 상부가 선회 동작 및 선형 동작에 의해서 톱 하부 쪽으로 이동됨으로써, 결과적으로 구동된 띠톱도 자체 톱니가 가공품 내부로 삽입되어 마지막으로 톱 절단이 실행될 때까지 가공품 쪽으로 이동된다는 것이다. 톱니가 톱 테이블의 평면에 도달하면, 톱 절단이 종료되고, 가공품이 완전히 양분된다.

톱 상부가 순환하는 띠톱을 위한 구동 장치를 포함하고, 띠톱을 위한 가이드 요소, 통상적으로는 2개 이상의 임펠러(impeller)가 톱 절단시의 높은 절단력으로 인해 안정적이고 견고하게 형성되어야만 하기 때문에, 상기와 같은 유형의 띠톱 기계의 톱 상부는 상당한 중량을 갖는다. 그렇기 때문에, 전진 이동 동작을 실질적으로 톱 상부의 중력에 의해서 발생하고 이와 같은 전진 이동 동작을 제동 수단에 의해서 조절하는 것이 통상적이다. 새로운 톱 절단을 위한 띠톱 기계를 준비하기 위하여, 톱 상부가 예를 들어 유압식 구동 장치에 의해서 상승하면, 유압식 구동 장치로부터 유압유를 배출함으로써 전진 이동 동작이 발생할 수 있으며, 이 경우 이와 같은 전진 이동 동작은 유압유의 용적 흐름을 제한함으로써 조절될 수 있다.

원통형 또는 다각형의 횡단면을 갖는 금속 파이프 또는 중공 프로파일을 절단할 때에는, 톱 절단시에 생성되는 톱밥이 부분적으로 금속 파이프 또는 중공 프로파일의 내부로 떨어지고, 경우에 따라서는 톱 절단 진행 중에 퇴적된다는 문제점이 있다. 이때 톱이 점진적으로 진행함에 따라, 아래로 떨어진 톱밥이 있는 금속 파이프 또는 중공 프로파일의 영역 내부로 띠톱이 삽입되면, 톱밥이 띠톱의 순환하는 톱니와 함께 이동될 수 있다. 톱니가 금속 파이프 또는 중공 프로파일의 내부 공간을 벗어난 후에 재차 그 내부 공간의 벽 내부로 삽입되는 장소에서는, 상기와 같이 함께 이동된 톱밥이 문제점을 야기하는데, 이는 금속 파이프 또는 중공 프로파일의 벽 내부로 재차 들어갈 때 톱밥이 함께 절단 채널 내부로 이동되기 때문이다. 그럼으로써, 금속 파이프 또는 중공 프로파일에 있는 절단 표면이 뚜렷하게 손상되고, 띠톱의 마모가 증가하게 된다. 경금속 소형 플레이트로 채워진 톱니의 경우, 이와 같은 상황은 심지어 경금속 소형 플레이트의 중단을 야기할 수도 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위한 지금까지의 접근 방식들은, 금속 파이프 또는 중공 프로파일의 내부 공간으로 떨어진 톱밥을 정기적으로 또는 주기적으로 제거하는 것이었다. 이를 위해, 아래로 떨어진 톱밥을 외부로 씻어내기 위하여, 예를 들어 액체, 특히 오일-물-에멀션이 금속 파이프 또는 중공 프로파일을 관통한다. 하지만, 이와 같은 방식을 위해서는, 비교적 다량의 액체가 공급되어야 하고 또 회수되어야 하며, 이 경우 띠톱 기계는 통상적으로 적어도 수집의 용도로는 설계되지 않았다. 이와 같은 상황과 연계되어 증가하는 세척 비용 및 액체 공급량은 작동 비용을 현저하게 증가시킨다.

또 다른 접근 방식은, 금속 파이프 또는 중공 프로파일의 내부로 떨어진 톱밥을 압축 공기를 이용해서 연속적으로 또는 주기적으로 날려 보내는 것이다. 이와 같은 접근 방식은 날아간 톱밥이 띠톱 기계의 세척하기 어려운 영역에 또는 톱밥이 없는 상태로 유지되어야 하는 영역에 도달할 위험이 있다는 단점을 가진다. 또한, 절단할 가공품의 길이에 따라서는 압축 공기를 톱 절단 장소로 보내기 어려운 경우도 있다; 압축 공기가 금속 파이프 또는 중공 프로파일의 내부에서 작용해야만 하기 때문에, 때로는 상응하게 조종하여 위치 설정하기 어려운 상대적으로 긴 랜스(lance)가 반드시 필요하다.

금속 파이프 또는 중공 프로파일 내부로 떨어진 톱밥을 흡인하는 방식도 금속 파이프 또는 중공 프로파일의 내부에 있는 흡인 개구가 톱 절단 장소로 보내져야 한다는 단점을 가진다. 또한, 진공을 발생하기 위한 상응하는 장치 및 흡입된 톱밥을 위한 수집 장치도 반드시 필요하다.

상기와 같은 종래 기술로부터 출발하는 본 발명의 과제는, 전술된 단점들을 피할 수 있는, 금속 파이프 또는 중공 프로파일을 절단하기 위한, 상기한 유형의 절단 방법 및 띠톱 기계를 제안하는 것이다.

상기 과제는, 청구항 제1항의 특징들을 갖는 방법에 의해 그리고 청구항 제4항의 특징들을 갖는 띠톱 기계에 의해 해결된다. 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시형태들은 청구항 2 및 3에 기재되어 있고; 본 발명에 따른 띠톱 기계의 바람직한 실시형태은 청구항 5 내지 7에 기재되어 있다.

종래 기술에 존재하는 금속 파이프 또는 중공 프로파일을 절단할 때의 문제점들은, 본 발명에 따라 실질적으로 중력의 방향과 반대로 진행하는 방향을 갖는 전진 이동 동작에 의해 절단이 이루어짐으로써 제거된다. 그에 상응하여, 본 발명에 따른 띠톱 기계는 중력에 대항해서 그리고 톱 전달시에 작용하는 절단력에 대항해서 톱 상부를 상승시키기 위한 구동 장치를 구비하도록 형성된다. 이 경우 일반적으로 띠톱은 톱 절단시에 톱니가 중력에 대항해서 실질적으로 위로 방향 설정되도록 톱 상부에서 가이드 됨으로써, 결과적으로 톱 테이블로부터 출발하는 전진 이동 동작은 실질적으로 위를 향해서 실행될 수 있다.

본 발명에서 '실질적으로 위로 또는 중력과 반대 방향으로'라는 표현이 의미하는 바는, 톱 절단시에 띠톱이 상응하는 전진 이동 방향으로 인해 금속 파이프 또는 중공 프로파일의 내부 공간으로 삽입될 때 우선 아래로 떨어진 톱밥이 퇴적되는 상기 내부 공간의 영역을 관통한다는 것이다. 이 시점에서는 아직도 처음 톱밥이 전혀 존재하지 않거나 약간의 톱밥만 존재하는 한편, 톱 절단이 계속 진행될 때에도 상기 영역은 띠톱의 톱니에 의해서 더 이상 관통되지 않는다. 더 상세하게 말하자면, 전진 이동 동작이 곧바로 위를 향할 필요는 없다; 본 발명의 범위 안에서는, 중력과 반대로 위를 향하는 전진 이동 동작의 성분이 존재함으로써 톱밥이 퇴적되는 금속 파이프 또는 중공 프로파일의 내부 공간의 영역이 톱 절단을 시작할 때와 동일하게 관통되는 것으로 충분하다.

다시 말해, 본 발명에 따라서는 일반적으로 금속 파이프 또는 중공 프로파일의 아래 영역이 가장 먼저 절단되며, 이 경우 톱의 전진은 실질적으로 아래로부터 위로 진행한다. 톱 절단이 시작될 때 금속 파이프 또는 중공 프로파일의 내부에는 당연히 아직 톱밥이 존재하지 않는다. 톱 절단이 추가로 진행되면서 생성되는 톱밥은 그 후에도 계속 부분적으로는 금속 파이프 또는 중공 프로파일의 내부 공간에 떨어져서 그곳에 그대로 남아 있다. 하지만, 실질적으로 중력과 반대로 향하는 띠톱의 전진 이동 동작으로 인해, 톱니는 톱 절단이 시작될 때 이미 상기 영역을 위로 벗어난다; 띠톱은 톱밥이 퇴적되는 영역 밖으로 이동한다. 이로 인해, 톱 절단의 추가 진행 중에 톱밥이 더 이상 방해를 하지 않음으로써, 결과적으로 톱밥을 씻어내거나 날려 버리기 위한 비용 소비적인 조치들이 필요 없게 된다.

통상적으로, 톱밥이 그 내부 공간에 퇴적되는 금속 파이프 또는 중공 프로파일의 영역은 톱 테이블 가까이에 있는, 금속 파이프 또는 중공 프로파일의 최하부 지점이다. 그렇기 때문에, 본 발명에 따르면 전진 이동 동작은 일반적으로 톱 테이블로부터 출발해서 실질적으로 위를 향하여 실행된다. 이와 같은 실행을 위해서는, 전진 이동 동작이 시작되기 전에, 띠톱이 톱 테이블에 있는 리세스 내에서 가이드 되는 것이 바람직하다. 그 이유는, 이 경우에는 띠톱이 톱 테이블 상에 있는 지지 평면 아래에서 금속 파이프 또는 중공 프로파일에 접근할 수밖에 없기 때문이다.

공지된 바와 같이, 본 발명에 따른 띠톱 기계의 톱 상부에는 바람직하게는, 띠톱을 톱 절단 평면으로 방향 설정하여 가이드 하는 띠 가이드부가 제공된다. 톱 절단을 위한 전진 이동 동작이 실질적으로 중력에 대항해서 실행되는 본 발명에 따르면, 위로 방향 설정된 톱니를 이용해서 띠톱을 가이드 할 수 있기 위하여, 상기 띠 가이드부가 위로 개방된 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 띠톱 기계의 띠톱이 아래로부터 금속 파이프 또는 중공 프로파일에 접근할 수 있는 상황을 가능하게 하기 위해서는, 전진 이동 동작이 시작되기 전에 띠톱이 삽입되는 리세스가 톱 테이블에 구비되는 것이 바람직하다.

이하에서는 본 발명을 첨부된 도면을 참조한 구체적인 실시예를 통하여 더 상세히 설명한다.

도 1은 띠톱 기계의 개략도;
도 2는 종래 기술에 따른 절단 과정 중 금속 파이프가 올려진 톱 테이블의 개략적인 정면도;
도 3은 도 2와 동일하지만, 본 발명에 따른 절단 과정에서의 정면도이다.

도 1에 개략적으로 도시된 띠톱 기계는 톱 하부(1), 톱 하부 상에 설치되어 있고 절단할 금속 파이프(3)를 위한 톱 테이블(2), 및 톱 하부(1)에 대하여 움직일 수 있는 톱 상부(4)를 포함한다. 톱 상부(4) 내에는 띠톱(5)이 2개의 임펠러(6) 둘레를 무한 순환한다. 절단 영역(7) 에서는 띠톱(5)이 하우징(8) 밖에서 나와 있고, 절단 영역(7)의 좌측 및 우측에 배치되어 있는 2개의 띠 가이드부(9)에 의해 띠톱이 가이드 된다. 상기 띠 가이드부(9)에 의해, 띠톱(5)은 임펠러(6)를 중심으로 순환할 때의 수평 방향으로부터 절단 영역(7)에서의 수직 방향으로 변환된다. 톱 상부(4)는 칼럼 가이드부(10) 상에 안착되어 있고, 톱 하부(1)에 대하여 상하로 이동할 수 있다.

도 2는, 종래의 절단 과정, 다시 말해 금속 파이프(3)를 절단하기 위한 종래 기술에 따른 방법을 보여준다. 여기서, 이동 방향(11)으로 구동된 띠톱(5)은, 톱니(12)가 금속 파이프(3) 내부로 삽입될 때까지, 위로부터 금속 파이프(3) 상으로 하강한다. 위에서 아래로 향하는 전진 이동 동작(13)에 의해, 톱 테이블(2)에서 종료되는 톱 절단 과정에서 띠톱(5)이 금속 파이프(3)를 양분한다.

톱 절단 과정 동안, 톱밥(14)이 톱니(12)로부터 아래로 떨어진다. 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 톱밥은 한편으로는 금속 파이프(3) 밖에서 톱 테이블(2) 상에 떨어지지만, 다른 한편으로는 금속 파이프(3)의 내부 공간(15)으로도 떨어지며, 이 내부 공간의 하부 영역에 톱밥이 쌓인다.

도 2를 참조하여 명확해지는 바와 같이, 톱의 점진적인 진행에 따라 띠톱(5)은 아래로 이동하고, 마지막에는 톱밥(14)이 쌓여 있는 금속 파이프(3)의 내부 공간(15)의 영역에 도달하게 된다. 이 지점에서는, 띠톱(5)의 톱니(12)가 퇴적된 톱밥(14)과 함께 이동하여 금속 파이프(3) 내에 있는 절단 채널 내부로 삽입됨으로써, 절단 표면의 품질이 악화되고, 톱니(12)의 손상 위험이 있어나, 적어도 톱니의 마모 상태가 증가하는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제는 톱밥(14)을 씻어내거나 날려 버림으로써만 방지될 수 있으며, 또는 기계가 정지했을 때 손으로 세척함으로써도 방지될 수 있다.

도 3은, 도 2와 동일한 도면에서 종래 기술에 따른 방법과 본 발명에 따른 방법의 결정적인 차이를 보여준다. 본 도면에서는, 전진 이동 동작(13)이 반전되어, 아래에서 위로 진행한다. 그에 상응하여, 띠톱(5)도 띠 가이드부(9)에 의해서 톱니(12)가 통상적인 바와 같이 아래를 향하도록 방향 전환되는 것이 아니라, 오히려 도시된 바와 같이 방향이 전환되어, 톱니(12)는 중력의 방향에 대항해서 위로, 즉 톱 테이블(2)로부터 멀어지는 방향을 향하게 된다.

본 발명에 따르면 아래에서 위로 절단이 이루어지기 때문에, 띠톱(5)의 톱니(12)는 우선 아래로부터 금속 파이프(3)의 최하부 영역 내로 삽입되어 톱 절단 동안 금속 파이프를 분리하며, 이로 인해 처음에는 톱밥(14)이 금속 파이프(3)의 내부 공간(15)으로 전혀 떨어질 수 없게 된다. 띠톱(5)이 금속 파이프(3)의 내부 공간(15)에서 순환하여 톱 절단이 계속 진행되면, 톱니(12)는 전진 이동 동작(13)의 방향으로 위로, 즉 톱밥(14)이 금속 파이프(3)의 내부 공간(15)에 퇴적될 수 있는 영역으로부터 멀어지는 방향으로 이동한다. 그에 상응하여, 띠톱(5)이 금속 파이프(3) 내부로 다시 유입되는 경우에는, 톱밥(14)이 함께 최대로 짧은 시간 동안 절단 채널 내부로 이동하게 될 위험이 존재한다. 도 2에 도시된 상황에서의 이와 같은 위험은 더 이상 존재하지 않는다. 아래로 떨어져서 금속 파이프(3)의 내부에 퇴적되는 톱밥(14)은 톱 절단이 계속 진행될 때에도 더 이상 방해가 되지 않기 때문에 비용을 소비하여 제거될 필요도 없다.

이 부분에서 재차 언급할 사실은, 특히 비-원통형의 횡단면을 갖는 금속 파이프 또는 중공 프로파일이 절단되는 경우에는, 본 발명에 따른 전진 이동 동작이 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 실시예에 도시된 수직 방향으로부터 벗어날 수도 있다는 것이다. 다만 중요한 사실은, 톱 절단 중에 아래로 떨어진 톱밥이 퇴적될 수 있는 금속 파이프 또는 중공 프로파일의 내부 공간의 영역이 실질적으로는 톱 절단이 시작될 때에 띠톱의 톱니에 의해서 관통된다는 것인데, 더 상세하게 말하자면 처음 톱밥이 내부 공간으로 떨어질 때에 이미 관통된다는 것이다.

Claims

절단할 금속 파이프(3) 또는 중공 프로파일을 안착 및 고정시키기 위한 톱 테이블(2)(saw table)을 갖춘 고정식 톱 하부(1), 및 순환하는 띠톱(5)을 포함하고, 상기 톱 하부(1)에 대해 상대적으로 움직일 수 있는 톱 상부(4)를 포함하며, 상기 톱 하부(1)에 대해 상대적으로 이루어지는 톱 상부(4)의 전진 이동 동작(13)에 의해, 순환하는 띠톱(5)이 금속 파이프(3) 또는 중공 프로파일 내부로 삽입되고, 톱 절단을 위해 상기 금속 파이프 또는 중공 프로파일을 관통하는, 띠톱 기계로 금속 파이프 또는 중공 프로파일을 절단하는 방법에 있어서,
상기 전진 이동 동작(13)은 실질적으로는 중력과 반대 방향으로 실행되는 것을 특징으로 하는, 절단 방법.
제1항에 있어서,
상기 전진 이동 동작(13)은 톱 테이블(2)로부터 출발하여 실질적으로는 위를 향하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 절단 방법.
제2항에 있어서,
상기 전진 이동 동작(13)이 시작되기 전에, 상기 띠톱(5)은 톱 테이블(2)의 리세스 내에서 가이드 되는 것을 특징으로 하는, 절단 방법.
절단할 금속 파이프(3) 또는 중공 프로파일을 안착 및 고정시키기 위한 톱 테이블(2)을 갖춘 고정식 톱 하부(1), 및 일련의 톱니(12)가 장착된 순환하는 띠톱(5)을 구비하는, 상기 톱 하부(1)에 대해 상대적으로 움직일 수 있는 톱 상부(4)를 포함하며,
상기 띠톱(5)의 톱니(12)를 금속 파이프(3) 또는 중공 프로파일 내부로 삽입하여 톱 절단 동작을 야기하기 위하여, 상기 톱 하부(1)에 대해 상대적으로 이루어지는 상기 톱 상부(4)의 전진 이동 동작(13)을 발생시키는 수단을 구비하는, 금속 파이프 또는 중공 프로파일을 절단하는 띠톱 기계에 있어서,
상기 전진 이동 동작(13)을 발생시키는 수단은, 중력에 대항하여 및 추가적으로는 톱 절단 중 작용하는 절단력에 대항하여 톱 상부(4)를 상승 또는 선회시키는 구동 장치로 형성되는 것을 특징으로 하는, 띠톱 기계.
제4항에 있어서,
상기 띠톱(5)은, 톱니(12)가 톱 절단 과정 중 중력에 대항하여 실질적으로 위로 방향이 설정되도록 톱 상부(4) 내에서 가이드 되는 것을 특징으로 하는, 띠톱 기계.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 톱 상부(4)에는, 상기 띠톱(5)을 톱 절단 평면으로 방향을 설정하여 가이드 하는 띠 가이드부(9)가 제공되고, 실질적으로 위로 향하는 톱니(12)를 이용하여 띠톱(5)을 가이드 할 수 있도록, 상기 띠 가이드부(9)가 위로 개방된 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는, 띠톱 기계.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 톱 테이블(2)은, 전진 이동 동작(13)이 시작되기 전에 상기 띠톱(5)이 삽입되는 리세스를 구비하는 것을 특징으로 하는, 띠톱 기계.