KR101971604B1 - A Elbow forming device with multi-joint mandrel - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다관절 맨드릴을 구비한 엘보 성형장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 호칭지름에 대하여 1.2배 이상의 곡률반경을 갖는 롱엘보(long elbow)를 주름없이 양호하게 성형할 수 있도록 한 다관절 맨드릴을 구비한 엘보 성형장치에 관한 것이다.The present invention relates to an elbow forming apparatus having a multi-joint mandrel, and more particularly, to a long elbow having a radius of curvature of at least 1.2 times the nominal diameter, To an elbow forming apparatus.
본 발명은 성형공간 내부에서 배관의 굴곡성형을 강제하는 맨드릴이 다수의 관절에 의해 큰 자유도를 갖도록 구성된 다관절 맨드릴을 구비한 엘보 성형장치에 관한 것이다.The present invention relates to an elbow forming apparatus having a multi-joint mandrel in which a mandrel for forcing a bending of a pipe in a molding space has a large degree of freedom by a plurality of joints.
본 발명은 엘보 성형 후 성형공간 내부에서 다관절 맨드릴을 취출시에 직선상태로 펼쳐질 수 있도록 구성하여 사용편의성이 향상될 수 있도록 한 다관절 맨드릴을 구비한 엘보 성형장치에 관한 것이다.The present invention relates to an elbow forming apparatus provided with a multi-joint mandrel capable of expanding a multi-joint mandrel in a straight line state inside a forming space after elbow forming, thereby improving usability.
본 발명은 성형대상배관을 엘보로 성형시에 가해지는 압력의 편차를 줄여 터짐이나 주름 등의 불량을 미연에 방지할 수 있도록 한 다관절 맨드릴을 구비한 엘보 성형장치에 관한 것이다.The present invention relates to an elbow forming apparatus provided with a multi-joint mandrel capable of reducing a variation in pressure applied when forming a molding object pipe into an elbow, thereby preventing defects such as blisters and wrinkles.
본 발명은 성형성이 향상됨에 따라 불량 방지를 위해 과다하게 두꺼운 성형대상배관을 사용하는 것을 지양함으로써 제조 원가를 절감하고, 엘보의 자체 중량을 현저히 감소시킬 수 있도록 한 다관절 맨드릴을 구비한 엘보 성형장치에 관한 것이다.An elbow molding having a multi-joint mandrel capable of reducing manufacturing cost and remarkably reducing the self weight of the elbow by avoiding the use of an excessively thick molding target pipe for preventing defects as the moldability is improved. ≪ / RTI >
일반적으로 곡관은 파이프의 내부를 흐르는 액체 또는 기체와 같은 유체의 흐름 방향을 변경시키는 위치에 접속되는 파이프 이음 연결구로서, 파이프 소재를절곡시키는 제조방법을 통해 다양한 각도를 가지돌고 성형될 수 있다.Generally, a bending pipe is a pipe connecting connector connected to a position for changing the flow direction of a fluid such as a liquid or a gas flowing inside the pipe, and can be formed and shaped at various angles through a manufacturing method of bending the pipe material.
곡관은 '팔꿈치 모양으로 굽은 관'이라는 듯으로 엘보(elbow)라고도 불리며, 곡관을 제조하는 공정은, 주조, 압출, 밴딩 등으로 분류될 수 있다.A curved tube is also referred to as an "elbow-shaped tube", and a process for manufacturing a curved tube can be classified into casting, extrusion, banding, and the like.
주조를 통한 곡관 제조는 치수정밀도와 완성도가 높은 장점은 있으나, 생산속도가 느려 대량생산에 부적합하며 생산비용이 높은 단점이 있다.The manufacture of a bend through casting has the advantage of high dimensional accuracy and completeness, but it has a disadvantage that it is not suitable for mass production due to low production speed and high production cost.
그리고 밴딩을 통한 곡관 제조는 파이프의 직경이 작은 경우에만 적용이 가능한 단점이 있다.In addition, the bending of the bending pipe can be applied only when the diameter of the pipe is small.
이에 압출을 통한 곡관 제조가 주로 사용되고 있으나, 압출시 곡관의 내곡부가 찌그러지고, 외곡부의 두께는 얇아지는 변형이 발생하는 단점이 있어 파이프 소재를 성형하고자 하는 곡관의 곡률반경에 맞게 측단면을 사다리 꼴 형상으로 미리 절단하여 이와 같은 단점을 해결하고 있다.However, there is a disadvantage in that the bent portion of the bending portion is distorted when the bending portion is extruded and the thickness of the bending portion is reduced. Therefore, the cross-sectional shape of the bending portion of the pipe material is changed in accordance with the radius of curvature of the bending portion And the above disadvantages are solved.
한편, 종래 곡관 제조장치는 파이프를 상입할 수 있는 투입로가 형성된 가이드 금형과, 상기 투입로에 파이프소재를 밀어주는 푸셔와, 가이드금형의 내부에 배치되어 파이프의 내경을 형성하는 맨드릴로 구성된다.Meanwhile, the conventional bending apparatus has a guide mold in which an inlet path through which a pipe can be introduced, a pusher for pushing the pipe material into the injection path, and a mandrel disposed inside the guide mold to form an inner diameter of the pipe .
상기 가이드 금형의 내부에 맨드릴이 삽입된 상태에서, 상기 푸셔가 맨드릴의 외면과 가이드 금형 사이의 공간으로 파이프 소재를 압출하여 곡관이 형성된다.In a state in which the mandrel is inserted into the guide mold, the pusher extrudes the pipe material into the space between the outer surface of the mandrel and the guide mold to form a curved pipe.
그리고 곡관의 성형 후 가이드 금형의 상부를 개방한 상태에서 맨드릴을 상승시키고, 갈고리 장치를 통해 성형된 곡관을 일측으로 밀어 맨드릴로부터 탈거시켜 곡관을 취출하게 된다.Then, the mandrel is raised while the upper portion of the guide metal mold is opened after the bending of the bending tube, and the bending tube formed through the hooking device is pushed to one side to remove the bending tube from the mandrel.
그러나 맨드릴로부터 곡관을 탈거하는 과정 중에 낙하가 빈번하게 발생하여 그 충격으로 인해 변형되는 등의 불량이 발생하는 문제점이 있다.However, there is a problem that a drop occurs frequently during the process of detaching the bending pipe from the mandrel, and defects such as deformation due to the impact occur.
이를 위해 대한민국 등록특허 제10-1526909호에는 도 1과 같이 맨드릴의 후단에 힌지연결되어 맨드릴이 곡률 반경으로 회전하여 출납되도록 함으로써 곡관을 신속하고 안정적으로 취출할 수 있도록 한 금속제 파이프의 곡관 제조장치가 개시되어 있다.To this end, Korean Patent No. 10-1526909 discloses a bending apparatus for a metal pipe, which is hinged to the rear end of a mandrel as shown in Fig. 1, so that the mandrel can be rotated and withdrawn at a radius of curvature, Lt; / RTI >
그리고 대한민국 등록특허 제10-1580190호에는 도 2와 같이 하부틀(10)과 상부틀(20) 사이에 맨드릴(30)이 회동 가능하게 구성되고, 우측에는 파이프 소재를 밀어 넣기 위한 가압수단(40)을 구비하여 곡관 성형이 가능하도록 한 곡관 제조장치가 개시되어 있다.In Korean Patent No. 10-1580190, a
또한 대한민국 등록특허 제10-1598435호에는 도 3과 같이 금형(12) 내부에 형성된 직선투입공간에 눌림대(20)를 안정적으로 직선 이동시킬 수 있도록 한 곡관 제작 장치가 개시되어 있다.Also, Korean Patent No. 10-1598435 discloses a bending apparatus which can stably move the push-
그리고 대한민국 등록특허 제10-1760652호에는 도 4와 같이 만곡하부금형과 직선하부금형을 포함하는 하부금형에서 만곡하부금형을 회동시키는 동작을 거쳐 멘드릴을 분리시킨 후 완제품 곡관을 취출할 수 있도록 하여 완제품 곡관취출 작업이 용이하도록 한 곡관제작장치가 개시되어 있다.In Korean Patent No. 10-1760652, as shown in FIG. 4, a lower mold including a curved lower mold and a straight lower mold is operated to rotate the curved lower mold, thereby separating the mandrel drill so that the finished product can be taken out Thereby making it easy to take out the finished product from the bending machine.
그러나 상기 종래기술들은 파이프를 밀어넣어 성형하는 푸셔방식 성형장치이고, 맨드릴은 단일 구조로 이루어진 것으로서 다음과 같은 문제점이 있다.However, the above-mentioned prior arts are pusher-type molding apparatuses for pushing and molding pipes, and the mandrel has a single structure, which has the following problems.
즉, 산업의 기술 발달로 배관 사용환경은 고압 및 고온화를 요구되고 있으나, 푸셔방식 성형장치를 이용하여 제조되는 엘보는 내측 주름과 외측 터짐 불량 발생 가능성을 항상 내포하고 있으며, 호칭지름에 대하여 1.2배 이상의 곡률반경을 갖는 롱엘보(long elbow)를 주름없이 성형하는 것은 불가능하다.In other words, although the environment of the piping is required to have a high pressure and a high temperature due to the development of the industry, the elbow manufactured using the pusher type molding device always has the possibility of the inner wrinkle and the outer blowing failure, It is impossible to form a long elbow having a radius of curvature equal to or larger than the radius of curvature without wrinkles.
또한 배관은 고압조건에서 원활한 흐름을 위해 곡률반경이 커지는 추세이지만, 푸셔방식 성형장치는 배관 성형시 소재의 불균일한 유동을 발생시키므로 균열 등의 불량을 야기하는 문제점이 있다.In addition, although the pipe has a tendency to increase the radius of curvature for smooth flow under high pressure conditions, the pusher-type molding apparatus causes uneven flow of the material during pipe forming, which causes defects such as cracks.
그리고 상기 종래기술의 맨드릴은 하나의 구성으로 이루어져 있으므로, 엘보 성형 후에 분리가 쉽지 않으며, 분리시 긁힘 등이 발생하게 되면 향후 사용시 응력 집중부로 작용하여 바람직하지 못하다.Since the conventional mandrel has a single structure, it is difficult to separate the elongated mandrel after the elbow molding. If scratches or the like occurs during separation, the mandrel acts as a stress concentration portion in future use, which is not preferable.
뿐만 아니라, 성형 후 각 부위별 두께 편차를 우려하여 과다하게 두꺼운 배관을 소재로 사용함에 따라 제조 원가 및 자체 중량을 증가시켜 바람직하지 못하다.In addition, it is not preferable to use an excessively thick pipe as a material because of the variation in thickness of each part after molding, thereby increasing manufacturing cost and self weight.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 호칭지름에 대하여 1.2배 이상의 곡률반경을 갖는 롱엘보(long elbow)를 주름없이 양호하게 성형할 수 있도록 한 다관절 맨드릴을 구비한 엘보 성형장치를 제공하는 것에 있다.An object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a multi-joint mandrel capable of satisfactorily molding a long elbow having a radius of curvature of 1.2 times or more the nominal diameter, And to provide an elbow forming apparatus.
본 발명의 다른 목적은, 성형공간 내부에서 배관의 굴곡성형을 강제하는 맨드릴이 다수의 관절에 의해 큰 자유도를 갖도록 구성된 다관절 맨드릴을 구비한 엘보 성형장치를 제공하는 것에 있다.It is another object of the present invention to provide an elbow forming apparatus provided with a multi-joint mandrel in which a mandrel for forcing a bending molding of a pipe in a molding space has a large degree of freedom by a plurality of joints.
본 발명의 또 다른 목적은, 엘보 성형 후 성형공간 내부에서 다관절 맨드릴을 취출시에 직선상태로 펼쳐질 수 있도록 구성하여 사용편의성이 향상될 수 있도록 한 다관절 맨드릴을 구비한 엘보 성형장치를 제공하는 것에 있다.It is still another object of the present invention to provide an elbow forming apparatus provided with a multi-joint mandrel capable of expanding a multi-joint mandrel in a straight line state inside a forming space after elbow forming, It is on.
본 발명의 또 다른 목적은, 성형대상배관을 엘보로 성형시에 가해지는 압력의 편차를 줄여 터짐이나 주름 등의 불량을 미연에 방지할 수 있도록 한 다관절 맨드릴을 구비한 엘보 성형장치를 제공하는 것에 있다.It is still another object of the present invention to provide an elbow forming apparatus provided with a multi-joint mandrel capable of preventing a deviation in pressure applied when forming a molding object pipe to an elbow, thereby preventing defects such as blisters and wrinkles It is on.
본 발명의 또 다른 목적은, 성형성이 향상됨에 따라 불량 방지를 위해 과다하게 두꺼운 성형대상배관을 사용하는 것을 지양함으로써 제조 원가를 절감하고, 엘보의 자체 중량을 현저히 감소시킬 수 있도록 한 다관절 맨드릴을 구비한 엘보 성형장치를 제공하는 것에 있다.It is a further object of the present invention to provide a method of manufacturing a multi-joint mandrel capable of reducing the manufacturing cost and significantly reducing the self weight of the elbow by avoiding the use of an excessively thick forming target pipe for preventing defects, And an elbow forming device including the elbow forming device.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다관절 맨드릴을 구비한 엘보 성형장치는, 성형대상배관이 엘보로 성형되는 성형공간을 구비한 금형과, 상기 성형대상배관에 힘을 가하여 성형공간 내부로 삽입하는 푸셔와, 다수 부품이 2개 이상의 링크로 회전 가능하게 결합되고 상기 푸셔에 의해 성형공간 내부로 삽입되는 성형대상배관 내부에 삽입되어 엘보의 내부면을 형성하는 맨드릴을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides an elbow forming apparatus having a multi-joint mandrel, comprising: a mold having a molding space in which an object pipe is elbow-formed; And a mandrel which is coupled to the plurality of parts so as to be rotatable by two or more links and inserted into the molding subject pipe inserted into the molding space by the pusher to form the inner surface of the elbow .
상기 성형공간은 서로 연통하는 직선부와 굴곡부를 포함하여 구성되며, 상기 맨드릴의 일부는 굴곡부 내부에서 유동 가능한 것을 특징으로 한다.The molding space includes a straight portion and a bent portion communicating with each other, and a part of the mandrel can flow inside the bent portion.
상기 맨드릴은, 외력이 선택적으로 가해져 직선 운동하는 운동부와, 상기 운동부와 별개로 구성되어 운동부에 대하여 회전 가능하게 결합되고, 상기 굴곡부 내부에 위치하여 성형대상배관의 진행 방향을 전환하는 방향전환부와, 상기 운동부와 방향전환부 사이에 위치하여 상대 회전을 안내하고, 이격 거리를 제한하는 다수의 링크를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The mandrel includes a moving part that is linearly moved by an external force selectively applied thereto, a direction switching part that is separately formed from the moving part and is rotatably coupled to the moving part, and that is located inside the curved part and switches the traveling direction of the molding object pipe And a plurality of links positioned between the motion unit and the direction switching unit to guide the relative rotation and to limit the separation distance.
상기 방향전환부는, 상기 운동부와 접촉하고 제1링크와 결합된 제1방향전환부와, 상기 제1방향전환부와 접촉하고, 제1방향전환부와 제2링크로 연결되어 회전 가능한 제2방향전환부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.A first direction switching unit that is in contact with the moving unit and is coupled to the first link, a second direction switching unit that is in contact with the first direction switching unit and is connected to the first direction switching unit via a second link, And a switching unit.
상기 제1링크와 제2링크는 상기 운동부와 방향전환부 내부에 내장되며, 상기 운동부와 방향전환부 내부에는 상기 제1링크와 제2링크의 회전을 안내하는 회전축과, 회전여유공간이 구비됨을 특징으로 한다.The first link and the second link are embedded in the motion unit and the direction switching unit, and a rotation axis for guiding rotation of the first link and the second link and a rotation clearance space are provided in the motion unit and the direction switching unit .
상기 제1링크와 제2링크의 일측에는, 상기 운동부와 제2방향전환부가 제1방향전환부에 대하여 일정 거리만큼 이격될 수 있도록 장공이 천공됨을 특징으로 한다.And a slot is formed at one side of the first link and the second link such that the moving part and the second direction switching part are separated from the first direction switching part by a predetermined distance.
상기 운동부와 제1링크 및 제2링크의 서로 마주보는 면에는, 서로 근접시 형합하여 상대 슬립을 제한하는 슬립방지홈 및 슬립방지돌기가 구비됨을 특징으로 한다.And the slip prevention groove and the slip prevention protrusion are formed on the mutually facing surfaces of the moving part and the first link and the second link, respectively.
본 발명에서는, 성형공간 내부에서 배관의 굴곡성형을 강제하는 맨드릴이 다수의 관절에 의해 큰 자유도를 갖도록 구성된 다관절 맨드릴을 구비하여 호칭지름에 대하여 1.2배 이상의 곡률반경을 갖는 롱엘보(long elbow)를 주름없이 양호하게 성형할 수 있는 이점이 있다.A long elbow having a radius of curvature of 1.2 times or more of the nominal diameter is provided in a mandrel having a large degree of freedom by a plurality of joints for mandrels for forcing the pipe to bend in the molding space. There is an advantage that it can be molded well without wrinkles.
그리고 엘보 성형 후 성형공간 내부에서 다관절 맨드릴을 취출시에 직선 상태로 펼쳐질 수 있도록 구성하여 사용편의성이 향상되는 이점이 있다.In addition, after the elbow is formed, the multi-joint mandrel can be deployed linearly in the inside of the molding space, thereby improving the usability.
또한 성형대상배관을 엘보로 성형시에 가해지는 압력의 편차를 줄여 터짐이나 주름 등의 불량을 미연에 방지할 수 있는 효과를 가진다.In addition, the present invention has an effect that the deviation of the pressure applied when the molding object pipe is molded by the elbow is reduced, and defects such as bursts and wrinkles can be prevented in advance.
뿐만 아니라ㅣ, 성형성이 향상됨에 따라 불량 방지를 위해 과다하게 두꺼운 성형대상배관을 사용하는 것을 지양함으로써 제조 원가를 절감하고, 엘보의 자체 중량을 현저히 감소시킬 수 있는 이점이 있다.In addition, as the formability is improved, the manufacturing cost is reduced and the self weight of the elbow can be significantly reduced by avoiding the use of an excessively thick molding target pipe for preventing defects.
도 1 은 대한민국 등록특허 제10-1526909호에 개시된 금속제 파이프의 곡관 제조장치를 나타낸 사시도.
도 2 는 대한민국 등록특허 제10-1580190호에 개시된 곡관 제조장치의 외관을 보인 사시도.
도 3 은 대한민국 등록특허 제10-1598435호에 개시된 곡관 제작 장치를 나타낸 사시도.
도 4 는 대한민국 등록특허 제10-1760652호에 개시된 곡관제작장치의 구성을 보인 분해 사시도.
도 5 는 본 발명에 의한 다관절 맨드릴을 구비한 엘보 성형장치의 구성을 보인 종단면도.
도 6 은 본 발명에 의한 다관절 맨드릴을 구비한 엘보 성형장치에서 요부 구성인 맨드릴의 작용을 보인 종단면도.
도 7 은 본 발명에 의한 다관절 맨드릴을 구비한 엘보 성형장치에서 요부 구성인 맨드릴의 취출시 모습을 보인 종단면도.
도 8 은 본 발명에 의한 다관절 맨드릴을 구비한 엘보 성형장치에서 요부 구성인 맨드릴의 외형을 보인 사시도.
도 9 는 본 발명에 의한 다관절 맨드릴을 구비한 엘보 성형장치에서 요부 구성인 맨드릴의 세부 구성을 보인 분해 절개 사시도.
도 10 은 본 발명에 의한 다관절 맨드릴을 구비한 엘보 성형장치에서 요부 구성인 맨드릴의 세부 구성을 보인 분해 종단면도.
도 11 은 본 발명에 의한 다관절 맨드릴을 구비한 엘보 성형장치의 바람직한 실시예와 비교예의 성형시 소요 압력을 비교하여 나타낸 성형해석 데이터.
도 12 는 본 발명에 의한 다관절 맨드릴을 구비한 엘보 성형장치의 바람직한 실시예와 비교예의 성형시 위치별 두께 변화를 비교하여 나타낸 성형해석 데이터.1 is a perspective view of a bending apparatus for a metal pipe disclosed in Korean Patent No. 10-1526909.
2 is a perspective view showing an appearance of a bending machine disclosed in Korean Patent No. 10-1580190.
Fig. 3 is a perspective view of a bending machine disclosed in Korean Patent No. 10-1598435. Fig.
4 is an exploded perspective view showing a configuration of a bending machine disclosed in Korean Patent No. 10-1760652.
Fig. 5 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an elbow forming apparatus having a multi-joint mandrel according to the present invention; Fig.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing the operation of a mandrel, which is a main component in an elbow forming apparatus having a multi-joint mandrel according to the present invention.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing the take-out of a mandrel, which is a main component of an elbow forming apparatus having a multi-joint mandrel according to the present invention. FIG.
FIG. 8 is a perspective view showing the external shape of a mandrel, which is a main component of an elbow forming apparatus having a multi-joint mandrel according to the present invention. FIG.
FIG. 9 is an exploded perspective view showing a detailed configuration of a mandrel, which is a main component of an elbow forming apparatus having a multi-joint mandrel according to the present invention. FIG.
FIG. 10 is an exploded longitudinal sectional view showing a detailed configuration of a mandrel, which is a main component of an elbow forming apparatus having a multi-joint mandrel according to the present invention. FIG.
11 is a view for explaining molding analysis data in which the required press-molding pressure is compared with the preferred embodiment of the elbow forming apparatus having the multi-joint mandrel according to the present invention and the comparative example.
12 is a view for explaining molding analysis data in which a variation in thickness of each of the preferred embodiments of the elbow forming apparatus with a multi-joint mandrel according to the present invention and a comparative example are compared with each other during molding.
이하에서는 첨부된 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 의한 다관절 맨드릴(이하 '맨드릴(150)'이라 칭함을 구비한 엘보 성형장치의 구성을 설명한다.Hereinafter, the configuration of an articulated mandrel according to the present invention (hereinafter referred to as 'mandrel 150') will be described with reference to FIGS. 5 to 7 attached hereto.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional and dictionary sense, and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to describe its invention in the best possible way It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 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.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely preferred embodiments of the present invention, and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention. Therefore, various equivalents It should be understood that water and variations may be present.
도 5에는 본 발명에 의한 다관절 맨드릴(150)을 구비한 엘보 성형장치의 구성을 보인 종단면도가 도시되어 있고, 도 6에는 본 발명에 의한 다관절 맨드릴(150)을 구비한 엘보 성형장치에서 요부 구성인 맨드릴(150)의 작용을 보인 종단면도가 도시되어 있으며, 도 7에는 본 발명에 의한 다관절 맨드릴(150)을 구비한 엘보 성형장치에서 요부 구성인 맨드릴(150)의 취출시 모습을 보인 종단면도가 도시되어 있다.FIG. 5 is a vertical sectional view showing the configuration of an elbow forming apparatus having a
도면과 같이, 본 발명에 의한 엘보 성형장치(100)는 파이프 형태의 성형대상배관(P)을 가압하여 내부로 수용후 다시 취출함으로서 도 6과 같이 구부러진 엘보(L)를 성형하기 위한 장치이다.As shown in the drawing, the
이를 위해 상기 엘보 성형장치(100)는 성형대상배관이 엘보(L)로 성형되는 성형공간(110)을 구비한 금형(120)과, 상기 성형대상배관에 힘을 가하여 성형공간(110) 내부로 삽입하는 푸셔(130)와, 상기 성형공간(110) 내부에 위치한 상태에서 상기 성형공간(110) 내부로 삽입되는 성형대상배관 내부로 삽입되어 엘보(L)의 내부면을 형성하는 맨드릴(150)을 포함하여 구성된다.The
상기 금형(120)은 성형대상배관보다 강도가 높은 금속으로 성형되며, 내부에는 상기한 성형공간(110)이 형성된다. 상기 성형공간(110)은 금형(120)의 상부와 우측부가 서로 연통하도록 천공되며, 직선형태로 가공된 직선부(112)와 직선부(112) 사이에 굴곡지게 형성된 굴곡부(114)를 포함하여 구성된다.The
상기 직선부(112)는 성형대상배관과 푸셔(130) 및 맨드릴(150)이 수용할 수 있도록 개구되어 있으며, 직선부(112)를 통해 좌측으로 삽입된 성형대상배관은 푸셔(130)의 가압력에 의해 좌측으로 움직이면서 도 6과 같이 굴곡부(114) 내부에서 맨드릴(150)을 수용하여 굴곡된다.The
그리고 상기 금형(120)은 성형된 엘보(L)를 외부로 취출할 수 있도록 하기 위해, 상기 성형공간(110)을 개방할 수 있도록 구성된다.The
한편, 상기 맨드릴(150)은 본 발명의 요부 구성으로서, 다수의 부품을 차례대로 회전 가능하게 연결함으로써 자유도를 갖도록 하였다.Meanwhile, the
즉 상기 맨드릴(150)은 도 6과 같이 상기 성형공간(110) 내부에 위치하는 경우 성형공간(110)의 내부 형상과 대응하도록 하부가 굴곡지게 휘어지는 반면, 도 7과 같이 상기 성형공간(110)의 직선부(112)에 위치하는 경우에는 직선부(112)의 내경보다 작은 외형 사이즈를 갖도록 일렬로 정렬될 수 있도록 구성된다.6, the
따라서 상기 맨드릴(150)은 성형공간(110) 내부에 걸림없이 용이하게 수용 가능하고, 금형(120)으로부터 분리하고자 할 때에도 굴곡부(114) 내부에서 유동 가능하여 도 7과 같은 상태로 빼낼 수 있게 된다.Therefore, the
이하 상기 맨드릴(150)의 세부 구성을 첨부된 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the detailed configuration of the
도 8에는 본 발명에 의한 다관절 맨드릴(150)을 구비한 엘보 성형장치(100)에서 요부 구성인 맨드릴(150)의 외형을 보인 사시도가 도시되어 있고, 도 9에는 본 발명에 의한 다관절 맨드릴(150)을 구비한 엘보 성형장치(100)에서 요부 구성인 맨드릴(150)의 세부 구성을 보인 분해 절개 사시도가 도시되어 있으며, 도 10에는 본 발명에 의한 다관절 맨드릴(150)을 구비한 엘보 성형장치(100)에서 요부 구성인 맨드릴(150)의 세부 구성을 보인 분해 종단면도가 도시되어 있다.8 is a perspective view showing the external shape of a
우선 도 8과 같이 상기 맨드릴(150)은 다수 부품으로 이루어지되 하부는 라운드진 형태를 갖도록 이어지게 구성된다.As shown in FIG. 8, the
그리고 상기 맨드릴(150)은 라운드진 부위를 이루는 다수 부품이 서로 이격되면서 회전하여 세로로 길게 늘어지도록 작용하게 된다.In addition, the
이를 위해 상기 맨드릴(150)은 외력이 선택적으로 가해져 직선 운동하는 운동부(160)와, 상기 운동부(160)와 별개로 구성되어 운동부(160)에 대하여 회전 가능하게 결합되고, 상기 굴곡부(114) 내부에 위치하여 성형대상배관의 진행 방향을 전환하는 방향전환부(170)와, 상기 운동부(160)와 방향전환부(170) 사이에 위치하여 상대 회전을 안내하고 이격 거리를 제한하는 다수의 링크(180)를 포함하여 구성된다.The
상기 운동부(160)는 원기둥 형태를 가지는 것으로, 상측에는 하측 방향으로 외력이 가해져 하측 방향 가압력이 가해지도록 구성된다.The moving
상기 운동부(160)의 하측에는 방향전환부(170)가 구비된다. 상기 방향전환부(170)는 본 발명의 실시예에서 제1방향전환부(172)와, 제2방향전환부(174)를 포함하여 구성되도록 설계하였다.A
즉 상기 방향전환부(170)는 운동부(160)의 하측에서 하면과 선택적으로 접촉하도록 구성된 제1방향전환부(172)와, 상기 제1방향전환부(172)의 단부에서 선택적으로 접촉하도록 구성된 제2방향전환부(174)를 포함하여 구성된다.That is, the
따라서 상기 운동부(160)와 제1방향전환부(172)가 접촉하고, 제1방향전환부(172)와 제2방향전환부(174)가 접촉하게 되면, 도 8과 같이 상부는 직선 형태를 가지면서 하부는 라운드지게 구부러진 형태를 형성할 수 있게 된다.Accordingly, when the moving
상기 운동부(160)와 제1방향전환부(172) 사이, 그리고 제1방향전환부(172)와 제2방향전환부(174) 사이에는 제1링크(182) 및 제2링크(184)가 각각 내장된다.A
상기 제1링크(182)와 제2링크(184)는 운동부(160)와 제1방향전환부(172) 그리고 제2방향전환부(174)가 상대 회전 가능하도록 하면서 일정 거리만큼 이격되도록 이격 거리를 제한하는 기능을 한다.The
이를 위해 상기 제1링크(182)와 제2링크(184)에는 길게 천공된 장공(H)이 각각 하나씩 구비된다. 상기 장공(H)은 제1방향전환부(172)로부터 먼 위치에 천공 형성되어, 상기 운동부(160)와 제2방향전환부(174)의 회전축(도 7의 도면부호 190 참조)을 수용함으로써 각 구성의 이탈을 방지한 상태로 회전을 안내할 수 있으며, 상기 회전축(190)의 위치에 따라 각 구성이 서로 멀어지는 방향으로 이격될 수 있도록 작용할 수 있다.For this purpose, each of the
한편, 상기 운동부(160)와 제1방향전환부(172)와 제2방향전환부(174)가 제1링크(182) 및 제2링크(184)에 의해 회전 가능하기 위해서는 내부에 회전여유공간(R)이 형성됨이 바람직하다.In order to allow the
상기 회전여유공간(R)은 운동부(160)와 제1링크(182) 및 제2링크(184)의 외형에 영향을 주지 않으면서 제1링크(182)와 제2링크(184)의 회전만 가능하도록 안내하는 구성이다.The rotation clearance space R is formed only by the rotation of the
그리고 상기 회전여유공간(R)은 운동부(160)와 제1방향전환부(172) 및 제2방향전환부(174) 내부를 파내어 형성한 것으로서, 너무 과다하게 파내는 경우 운동부(160)와 제1방향전환부(172) 및 제2방향전환부(174)의 내구성을 약화시킬 수 있으므로, 맨드릴(150)이 도 6과 도 7에 도시된 것과 같이 외형 변경이 가능한 범위 내에서 적절한 크기로 형성됨이 바람직하다.The rotating clearance space R is formed by punching the inside of the moving
상기 운동부(160)와 제1방향전환부(172) 및 제2방향전환부(174)가 인접한 곳에는 슬립방지홈(161,173) 및 슬립방지돌기(171,175)가 구비된다.
상기 슬립방지홈(161,173)과 슬립방지돌기(171,175)는 도 10과 같이 서로 인접한 운동부(160)와 제1방향전환부(172)가 서로 마주하는 면과, 제1방향전환부(172)와 제2방향전환부(174)가 서로 마주하는 면에 각각 한 조를 이루어 형성된 것으로, 상기 굴곡부(114) 내부에 맨드릴(150)이 삽입된 상태에서 성형대상배관 내부를 경유할 때 서로 슬립하지 않도록 형함함으로써 성형품질을 높이고자 한 것이다.The
따라서 인접한 곳에 위치하는 슬립방지홈(161,173)과 슬립방지돌기(171,175)는 대응하는 크기를 갖도록 돌출 또는 함몰 형성되며, 경사지게 형성되어 쉽게 삽입 가능하도록 구성됨이 바람직하다.Therefore, the
이하 첨부된 도 11 및 도 12를 참조하여 맨드릴(150)의 바람직한 실시예와 비교예에 대한 성형해석 결과를 설명한다.The results of the molding analysis for the preferred embodiment and the comparative example of the
도 11은 본 발명에 의한 다관절 맨드릴(150)을 구비한 엘보 성형장치(100)의 바람직한 실시예와 비교예의 성형시 소요 압력을 비교하여 나타낸 성형해석 데이터이고, 도 12는 본 발명에 의한 다관절 맨드릴(150)을 구비한 엘보 성형장치(100)의 바람직한 실시예와 비교예의 성형시 위치별 두께 변화를 비교하여 나타낸 성형해석 데이터이다.11 is molding analysis data showing a comparison of pressures required for molding in the preferred embodiment of the
우선 도 11과 같이 비교예(다관절 구조가 아닌 단일 구조)의 경우 푸셔(130)로 성형대상배관을 가압하는 시간이 증가함에 따라 압력이 서서히 증가하다가 8초 이후에는 급격하게 압력 증가 현상을 나타내었다.First, as shown in FIG. 11, in the case of a comparative example (a single structure not having a multi-joint structure), the pressure gradually increases with an increase in the time to pressurize the molding object pipe with the
그리고 압력은 최대 35.9 tox을 초과하는 결과를 초래하였다.And the pressure exceeded 35.9 tox maximum.
이것은 굴곡부(114)를 지나면서 라운드지게 성형되다가 결국 급격한 응력 발생을 야기하는 것으로 해석될 수 있으며, 주름 등의 불량과 직결될 수 있다.This can be interpreted as being rounded through the bending
반면, 실시예(다관절 맨드릴(150))의 경우 푸셔(130)로 성형대상배관을 가압하더라도 시간 경과에 따른 압력 변화가 고르게 증가하는 것을 확인할 수 있다. 또한 성형 압력은 13.7 ton을 넘지 않았다.On the other hand, in the case of the embodiment (the multi-joint mandrel 150), it can be confirmed that the pressure change along the time increases even when the molding object pipe is pressed by the
따라서 실시예에 따라 제조된 다관절 맨드릴(150)이 적용되는 경우 보다 적은 힘으로 좋은 품질의 엘보(L) 성형이 가능함을 확인할 수 있다.Therefore, it can be confirmed that a good quality elbow (L) can be formed with less force than when the
한편, 도 12를 참조하면 비교예의 경우 엘보(L)의 외면 10개소의 두께 변화를 살펴보면, 2.55㎜두께의 성형대상배관을 투입하여 성형한 경우 인장영역인 P2, P3, P4 부위의 두께가 증가 또는 감소하였고, 압축영역인 P8, P9, P10 역시 원소재 두께보다 현저히 두꺼워짐을 알 수 있다.Referring to FIG. 12, in the comparative example, when the thickness of the outer surface of the elbow L is 10, the thickness of the tensile regions P2, P3, and P4 increases when the 2.55 mm- Or P8, P9, P10, which are compression regions, are also significantly thicker than the raw material thickness.
반면 실시예의 경우 2.5㎜ 두께의 성형대상배관을 투입하여 성형시 인장영역인 P2, P3, P4 부위의 두께 편차는 비교예와 대비할 때 크지 않았고, 압축영역인 P8, P9, P10 에서도 두께가 고르게 나타난 것을 확인할 수 있었다.On the other hand, in the case of the embodiment, the thickness deviation of the tensile regions P2, P3, and P4 at the time of molding was not large when compared with the comparative example, and the thickness was also uniform in the compression regions P8, P9 and P10 .
따라서 도 12의 결과를 토대로 본 발명의 바람직한 실시예의 경우 비교예보다 적은 가압력으로 주름, 터짐 등의 불량 없는 고품질의 엘보(L) 성형이 가능함을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that, in the case of the preferred embodiment of the present invention based on the results of FIG. 12, it is possible to form a high quality elbow (L) without defects such as wrinkles and bursts with less pressing force than the comparative example.
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and many other modifications based on the present invention will be possible to those skilled in the art within the scope of the present invention.
100. 엘보 성형장치 110. 성형공간
112. 직선부 114. 굴곡부
120. 금형 130. 푸셔
150. 맨드릴 160. 운동부
161. 슬립방지홈 170. 방향전환부
171. 슬립방지돌기 172. 제1방향전환부
173. 슬립방지홈 174. 제2방향전환부
175. 슬립방지돌기 180. 링크
182. 제1링크 184. 제2링크
190. 회전축 H . 장공
L . 엘보 R . 회전여유공간100. Elbow forming
112.
120.
150.
161.
171. The
173.
175.
182.
190. Rotary shaft H. Long hole
L. Elbow R. Rotational clearance
Claims (7)
상기 맨드릴은, 외력에 의해 선택적으로 직선 운동하는 운동부와; 상기 운동부와 별개로 구성되어 접촉하고 운동부에 대하여 회전 가능한 제1방향전환부와, 상기 제1방향전환부와 접촉하고 제1방향전환부에 대하여 회전 가능한 제2방향전환부를 포함하여 구성되어 상기 굴곡부 내부에서 성형대상배관의 진행 방향을 전환하는 방향전환부와; 상기 운동부와 제1방향전환부 사이에 내장된 제1링크와, 제1방향전환부와 제2방향전환부 사이에 내장된 제2링크를 포함하여 구성되어 상대 회전을 안내하고 이격 거리를 제한하는 링크와, 상기 운동부와 제1방향전환부 및 제2방향전환부의 마주보는 면에 구비되어 근접시 형합하여 상대 슬립을 제한하는 슬립방지홈 및 슬립방지돌기를 포함하여 구성되고,
상기 제1링크와 제2링크의 일측에는,
상기 운동부와 제2방향전환부가 제1방향전환부에 대하여 일정 거리 이격될 수 있도록 장공이 천공됨을 특징으로 하는 다관절 맨드릴을 구비한 엘보 성형장치.
A mold having a molding space made up of a linear portion and a bent portion communicating with each other to mold the molding object pipe into an elbow; a pusher for inserting the molding object pipe into the molding space; and a plurality of parts And a mandrel which is rotatably coupled and inserted into the molding space to be inserted into the molding space to form an inner surface of the elbow, the elbow molding apparatus comprising:
The mandrel includes: a moving part that selectively linearly moves by an external force; And a second direction switching unit that is in contact with the first direction switching unit and is rotatable with respect to the first direction switching unit, A direction switching unit for switching a traveling direction of the pipe to be formed inside; A first link embedded between the motion unit and the first direction switching unit and a second link incorporated between the first direction switching unit and the second direction switching unit to guide the relative rotation, And a slip prevention groove and a slip prevention protrusion provided on a surface of the moving part opposite to the first direction switching part and the second direction switching part,
At one side of the first link and the second link,
Wherein the elongated hole is drilled so that the moving part and the second direction changing part are separated from the first direction changing part by a predetermined distance.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180131443A KR101971604B1 (en) | 2018-10-31 | 2018-10-31 | A Elbow forming device with multi-joint mandrel |
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005007438A (en) * | 2003-06-19 | 2005-01-13 | Opton Co Ltd | Mandrel for bending |
KR101760652B1 (en) * | 2016-05-25 | 2017-07-24 | 최수미 | Apparatus for Manufacturing Pipe Bend |
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2018
- 2018-10-31 KR KR1020180131443A patent/KR101971604B1/en active IP Right Grant
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