KR102080212B1 - 소재 가열 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소재 가열 장치에 관한 것으로서, 소재를 가열하는 히터와, 상기 소재가 가열되는 공간을 형성하며 상기 소재가 인출입하는 가열 챔버를 갖는 가열 하우징; 상기 소재를 상기 가열 챔버로 인입시키는 복수의 소재 피더; 상기 복수의 소재 피더에 각각 대응하며 상기 가열 하우징에 인출입가능하게 마련되어, 상기 가열 챔버에서의 상기 소재의 위치를 제한하는 복수의 스토퍼; 및 가열하고자 하는 상기 소재의 길이에 대응하여 상기 가열 챔버에서의 상기 소재의 위치를 제한하도록, 상기 복수의 스토퍼를 동시에 위치 조절하는 스토퍼 위치 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

소재 가열 장치{MATERIAL HEATING APPARATUS}

본 발명은 소재 가열 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 가열되는 소재의 길이 변동에 따른 세팅 작업시간을 단축할 수 있는 소재 가열 장치에 관한 것이다.

통상, 기계 가공되는 소재의 경우, 강도 및 인성을 증대시키기 위해 열간 단조 등을 시행한다.

소재를 열간 단조할 때, 소재의 가열 길이는 제품 성형에 있어서 매우 중요한 요소이다.

소재의 가열시 소재의 가열 길이가 부족할 경우, 제품 미성형 및 금형소착이 발생될 수 있다. 또한, 소재의 가열 길이가 과다할 경우, 섕크부의 외경 치수 불량이 발생할 수 있다.

이러한 열간 단조를 시행하기 위한 종래의 소재 가열 장치는, 복수의 소재를 동시에 가열시키기 위해 복수의 히터를 병렬 배치한 상태에서, 히터 개소별로 순차적으로 소재를 투입하여 가열하고 있다.

이에, 종래의 소재 가열 장치는 히터 개소별로 소재를 공급 및 인출하도록 길이 신장 또는 길이 축소하는 실린더를 각각 구비하여, 실린더의 작동을 통해 소재를 히터의 내부로 인출입하여 소재를 가열하고 있다.

그런데, 종래의 소재 가열 장치는 가열하고자 하는 소재의 길이가 변경되는 경우, 각 히터 개소별로 해당 실린더의 길이 신장 또는 길이 축소되는 스트로크를 개별 세팅해야 하므로, 히터개소별 실린더의 스트로크 세팅시 세팅 길이 편차가 발생하는 문제점이 있다. 또한, 실린더 스트로크의 개별 세팅으로서 세팅시간이 과다하게 소요되어, 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

국내공개실용신안 제20-1988-0002089호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 가열되는 소재의 길이 변동에 따른 세팅 작업시간을 단축하고, 생산성을 향상시킬 수 있는 소재 가열 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 소재를 가열하는 히터와, 상기 소재가 가열되는 공간을 형성하며 상기 소재가 인출입하는 가열 챔버를 갖는 가열 하우징; 상기 소재를 상기 가열 챔버로 인입시키는 복수의 소재 피더; 상기 복수의 소재 피더에 각각 대응하며 상기 가열 하우징에 인출입가능하게 마련되어, 상기 가열 챔버에서의 상기 소재의 위치를 제한하는 복수의 스토퍼; 및 가열하고자 하는 상기 소재의 길이에 대응하여 상기 가열 챔버에서의 상기 소재의 위치를 제한하도록, 상기 복수의 스토퍼를 동시에 위치 조절하는 스토퍼 위치 조절부를 포함하는, 소재 가열 장치에 의해 달성될 수 있다.

여기서, 상기 복수의 스토퍼를 지지하며, 상기 가열 하우징에 대해 접근 및 이격하는 테이블을 포함하고, 상기 스토퍼 위치 조절부는, 상기 테이블에 고정된 너트부; 상기 너트부와 나사 결합되는 나사축; 상기 나사축을 정역회전시켜 상기 나사축과 상기 너트부를 나사 운동시키는 나사축 구동부; 및 상기 테이블이 상기 가열 하우징에 대해 접근 및 이격하도록 안내하는 가이드를 포함할 수 있다.

상기 소재 피더는, 상기 가열 챔버를 향해 길이 신장 또는 길이 축소하는 피더용 로드; 및 상기 피더용 로드를 길이 신장 또는 길이 축소시키는 피더용 액추에이터를 포함할 수 있다.

상기 가열 하우징과 상기 복수의 소재 피더 사이에 마련되어, 상기 가열 챔버로 인출입하는 상기 소재가 안착되는 트레이를 더 포함할 수 있다.

상기 스토퍼는, 상기 복수의 소재 피더에 각각 대응하며 상기 가열 챔버에 인출입가능하게 마련되어, 길이 신장 또는 길이 축소하며 상기 챔버에 수용된 상기 소재의 단부를 지지 및 지지해제하는 스토퍼용 로드; 및 상기 스토퍼용 로드를 길이 신장 또는 길이 축소시키는 스토퍼용 액추에이터를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 가열되는 소재의 길이 변동에 따른 세팅 작업시간을 단축하고, 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 가열 장치의 사시도,
도 2는 도 1의 배면 일측에서 본 사시도,
도 3은 도 1의 배면 타측에서 본 사시도,
도 4 및 도 5는 도 1의 스토퍼 및 스토퍼 위치 조절부의 요부 확대 사시도,
도 6은 도 1의 스토퍼가 세팅된 일 실시예를 도시한 정면도,
도 7a 내지 도 7c는 도 6과 같이 스토퍼가 세팅된 상태에서의 소재 가열 과정을 단계적으로 도시한 도면,
도 8은 스토퍼가 세팅된 다른 실시예를 도시한 정면도,
도 9a 내지 도 9c는 도 8과 같이 스토퍼가 세팅된 상태에서의 소재 가열 과정을 단계적으로 도시한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부 도면을 참조하며, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 가열 장치가 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 가열 장치(1)는 가열 하우징(40)과, 복수의 소재 피더(50)와, 복수의 스토퍼(70)와, 스토퍼 위치 조절부(80)를 포함한다.

이러한 구성 요소들을 설명하기에 앞서, 가열하고자 하는 소재(100, 도 7a 참조)들을 소재 피더(50)로 공급하는 과정에 대해 간략하게 설명한다.

가열하고자 하는 소재(100)들은 스텝 피더(10)를 통해 순차적으로 하나씩 이송 컨베이어(20)로 제공되어, 이송 컨베이어(20)에 의해 소재 피더(50)와 가열 하우징(40) 사이로 이송된다.

이송 컨베이어(20)를 통해 소재 피더(50)와 가열 하우징(40) 사이로 이송된 소재(100)는 일정 궤도를 직선왕복운동하는 집게 형태의 그립퍼(30)에 의해 그립되어, 소재 피더(50)와 가열 하우징(40) 사이에 배치된 복수의 트레이(60)에 순차적으로 안착된다. 트레이(60)의 구체적인 구성에 대해서는 후술하기로 한다.

한편, 가열 하우징(40)은 속이 빈 사각형 단면의 통 형상을 가진다.

가열 하우징(40)의 상호 대향하는 양 측벽에는 간격을 두고 복수의 인출입공(41a,41b)이 관통 형성되어 있다.

이하에서는 설명의 편리상, 가열 하우징(40)의 일 측벽에 관통 형성된 인출입공을 제1인출입공(41a)이라 하고, 타 측벽에 관통 형성된 인출입공을 제2인출입공(41b)이라 한다.

가열 하우징(40)의 내측에는 소재(100)를 가열하는 히터(43)가 마련되어 있다. 또한, 가열 하우징(40)의 내측은 소재(100)가 가열되는 공간을 형성하며 소재(100)가 인출입하는 가열 챔버(45)를 형성한다.

복수의 소재 피더(50)는 가열 하우징(40)의 일측에 마련되어, 소재(100)를 제1인출입공(41a)을 통해 가열 챔버(45)로 인입시킨다.

소재 피더(50)는 가열 챔버(45)를 향해 길이 신장 또는 길이 축소하는 피더용 로드(51)와, 피더용 로드(51)를 길이 신장 또는 길이 축소시키는 피더용 액추에이터(53)를 포함한다.

여기서, 피더용 액추에이터(53)는 공압 실린더, 유압 실린더, 모터 등 어느 하나로 마련될 수 있다.

한편, 가열 하우징(40)과 복수의 소재 피더(50) 사이에는, 가열 챔버(45)로 인출입하는 소재(100)가 안착되는 복수의 트레이(60)가 마련되어 있다.

복수의 트레이(60)는 가열 하우징(40)의 일 측벽 예컨대, 소재 피더(50)를 향하는 측벽에 관통 형성된 복수의 제1인출입공(41a)에 각각 대응하며 마련된다. 각 트레이(60)는 제1인출입공(41a)과 동축을 이루며, 피더용 로드(51)의 이동 궤적 방향을 따라 배치된다.

이러한 복수의 트레이(60)에는 이송 컨베이어(20)를 통해 이송된 소재(100)가 순차적으로 안착된다.

복수의 스토퍼(70)는 가열 하우징(40)에 인출입가능하게 마련되어, 가열 챔버(45)에서의 소재(100)의 위치를 제한한다.

복수의 스토퍼(70)는 가열 하우징(40)을 사이에 두고 복수의 소재 피더(50)와 대향 배치된다.

복수의 스토퍼(70)는 복수의 소재 피더(50)에 각각 대응하며 마련됨과 동시에, 가열 하우징(40)의 타 측벽 예컨대, 소재 피더(50)를 향하는 측벽에 관통 형성된 복수의 제2인출입공(41b)에 각각 대응하며 마련된다.

스토퍼(70)는 길이 신장 또는 길이 축소하며 가열 챔버(45)에 수용된 소재(100)의 단부를 지지 및 지지해제하는 스토퍼용 로드(71)와, 스토퍼용 로드(71)를 길이 신장 또는 길이 축소시키는 스토퍼용 액추에이터(73)를 포함한다.

스토퍼용 로드(71)는 복수의 소재 피더(50)에 각각 대응하며 가열 챔버(45)에 인출입가능하게 마련된다.

여기서, 스토퍼용 액추에이터(73)는 공압 실린더, 유압 실린더, 모터 등 어느 하나로 마련될 수 있다.

한편, 복수의 스토퍼(70)는 테이블(77)에 의해 지지된다. 테이블(77)은 스토퍼 위치 조절부(80)의 작동에 따라 가열 하우징(40)에 대해 접근 및 이격한다.

스토퍼 위치 조절부(80)는, 가열하고자 하는 소재(100)의 길이에 대응하여 가열 챔버(45)에서의 소재(100)의 위치를 제한하도록, 복수의 스토퍼(70)를 동시에 위치 조절한다.

스토퍼 위치 조절부(80)는 테이블(77)에 고정된 너트부(81)와, 너트부(81)와 나사 결합되는 나사축(83)과, 나사축(83)을 정역회전시켜 나사축(83)과 너트부(81)를 나사 운동시키는 나사축 구동부(85)와, 테이블(77)이 가열 하우징(40)에 대해 접근 및 이격하도록 안내하는 가이드(87)를 포함한다.

본 실시예에서는 나사축 구동부(85)로서 사용자가 손으로 회전시킬 수 있도록 나사축(83)의 단부에 핸들이 마련되어 있다. 그러나, 나사축 구동부(85)는 이에 한정되지 않고, 핸들 대신에 모터가 마련될 수도 있다.

가이드(87)는 프레임(5)에 마련되어, 나사축(83)과 너트부(81)의 나사 운동에 따라 너트부(81)와 슬라이딩 접촉하며 테이블(77)의 직선왕복운동을 안내한다.

이와 같이, 스토퍼 위치 조절부(80)를 마련함으로써, 가열 챔버(45)에서 가열되는 소재(100)의 길이에 대응하여, 스토퍼 위치 조절부(80)를 조작하여 테이블(77)을 가열 하우징(40)을 향해 접근 및 이격시킴으로써, 테이블(77)에 고정된 복수의 스토퍼(70)의 각 스토퍼용 로드(71)가 길이 신장된 상태에서 각 스토퍼용 로드(71)의 자유단부의 가열 챔버(45)에서의 위치를 세팅할 수 있게 된다. 즉, 가열 챔버(45)에 수용된 소재(100)의 단부를 지지하는 위치를 세팅하여, 가열 챔버(45)에서의 소재(100)의 이동을 제한할 수 있게 된다.

여기서, 스토퍼 위치 조절부(80)의 구성 요소로서 미설명된 참조부호 89는, 나사축(83)을 회전가능하게 지지하는 베어링이다. 베어링(89)은 프레임(5)에 마련되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 가열 장치(1)를 이용하여, 가열 하우징(40)의 폭에 대응하는 길이를 갖는 소재(100)를 가열하는 과정에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 7a에 도시된 바와 같이, 가열하고자 하는 소재(100)가 트레이(60)에 안착되면, 스토퍼용 로드(71)의 자유단부가 초기 위치로부터 가열 하우징(40)의 제2인출입공(41b)에 위치하도록, 스토퍼용 액추에이터(73)를 구동하여 스토퍼용 로드(71)를 길이 신장시킨다.

이에 따라, 가열 챔버(45)에서 가열되는 소재(100)의 길이에 대응하여, 각 스토퍼용 로드(71)의 자유단부의 소재 지지 위치가 세팅 완료된다. 즉, 가열 챔버(45)에 수용된 소재(100)의 단부를 지지하는 소재 지지 위치가 세팅되어, 가열 챔버(45)에서의 소재(100)의 이동이 제한된다.

다음, 피더용 로드(51)가 길이 신장하도록 피더용 액추에이터(53)를 구동하여, 트레이(60)에 안착된 소재(100)를 가열 하우징(40)의 제1인출입공(41a)을 통과하여 가열 챔버(45)로 수용시킨다.

이 때, 가열 챔버(45)로 수용되는 소재(100)는 도 7b에 도시된 바와 같이, 스토퍼용 로드(71)에 의해 그 이동이 저지되며, 소재(100)의 양단부는 스토퍼용 로드(71)와 피더용 로드(51)에 의해 지지된다.

이어서, 히터(43)를 통해 소재(100)를 일정 시간동안 가열한 후, 피더용 로드(51)를 길이 축소시켜 원위치하도록 피더용 액추에이터(53)를 구동시킨다.

계속해서, 가열 챔버(45)에서 가열된 소재(100)가 가열 하우징(40)으로부터 배출되어 도 7c에 도시된 바와 같이 트레이(60)에 안착되도록, 스토퍼용 액추에이터(73)를 구동하여 스토퍼용 로드(71)를 길이 신장시킨다.

그리고, 가열된 소재(100)의 배출이 완료되면, 도 7a에 도시된 바와 같이 스토퍼용 로드(71)가 소재 지지 위치로 위치하도록, 스토퍼용 액추에이터(73)를 구동하여 스토퍼용 로드(71)를 길이 축소시킨다.

이러한 일련의 과정을 반복하여, 가열 하우징(40)의 폭에 대응하는 길이를 갖는 소재(100)들의 가열작업이 완료된다.

한편, 도 9a에 도시된 바와 같이, 가열하고자 하는 소재가 가열 하우징(40)의 폭보다 작은 길이를 가질 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 가열 장치(1)를 이용하여 소재(110, 도 9a 참조)를 가열하는 과정에 대해 설명하면 다음과 같다.

가열 하우징(40)의 폭이 결정된 상태에서, 가열하고자 하는 소재(110)가 가열 하우징(40)의 폭보다 작은 길이를 가질 경우, 복수의 스토퍼(70)를 지지하는 테이블(77)이 가열 하우징(40)에 접근하도록 스토퍼 위치 조절부(80)를 구동한다.

즉, 나사축 구동부(85)를 일방향으로 회전시키면 나사축(83)이 일방향으로 회전함과 동시에, 너트부(81)와 나사 운동을 하고, 이에 너트부(81)가 결합된 테이블(77)은 가이드(87)에 의해 안내되며 가열 하우징(40)을 향해 직선 이동하게 된다.

이와 같이, 나사축 구동부(85)를 일방향으로 회전시켜, 도 8에 도시된 바와 같이, 각 스토퍼용 로드(71)의 자유단부가 원하는 소재 지지 위치에 도달하도록 위치시킨다.

각 스토퍼(70)의 스토퍼용 로드(71)의 소재 지지 위치가 세팅 완료되어, 도 9a 내지 9c에 도시된 바와 같이 소재(110)를 가열하는 일련의 과정은 전술한 도 7a 내지 7c에 도시된 바와 같은 가열 과정과 실질적으로 동일하므로, 이하 그 상세한 설명을 생략한다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 가열 장치는, 가열하고자 하는 소재의 길이 변동에 따라 복수의 스토퍼를 각각 조작하여 소재 지지 위치를 세팅하지 않고, 복수의 스토퍼가 지지된 테이블을 하나의 스토퍼 위치 조절부를 조작하여 복수의 스토퍼의 소재 지지 위치를 한 번에 동시에 세팅할 수 있게 된다.

따라서, 가열하고자 하는 소재의 길이 변동에 따른 소재 지지 위치의 세팅 작업시간을 단축하고, 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1 : 소재 가열 장치
10 : 스텝 피더
20 : 이송 컨베이어
30 : 그립퍼
40 : 가열 하우징
45 : 가열 챔버
50 : 소재 피더
60 : 트레이
70 : 스토퍼
80 : 스토퍼 위치 조절부

Claims (5)

1. 소재를 가열하는 히터와, 상기 소재가 가열되는 공간을 형성하며 상기 소재가 인출입하는 가열 챔버를 갖는 가열 하우징;
   상기 소재를 상기 가열 챔버로 인입시키는 복수의 소재 피더;
   상기 복수의 소재 피더에 각각 대응하며 상기 가열 하우징에 인출입가능하게 마련되어, 상기 가열 챔버에서의 상기 소재의 위치를 제한하는 복수의 스토퍼; 및
   가열하고자 하는 상기 소재의 길이에 대응하여 상기 가열 챔버에서의 상기 소재의 위치를 제한하도록, 상기 복수의 스토퍼를 동시에 위치 조절하는 스토퍼 위치 조절부; 및
   상기 복수의 스토퍼를 지지하며, 상기 가열 하우징에 대해 접근 및 이격하는 테이블을 포함하고,
   상기 스토퍼 위치 조절부는,
   상기 테이블에 고정된 너트부;
   상기 너트부와 나사 결합되는 나사축;
   상기 나사축을 정역회전시켜 상기 나사축과 상기 너트부를 나사 운동시키는 나사축 구동부; 및
   상기 테이블이 상기 가열 하우징에 대해 접근 및 이격하도록 안내하는 가이드를 포함하는, 소재 가열 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 소재 피더는,
   상기 가열 챔버를 향해 길이 신장 또는 길이 축소하는 피더용 로드; 및
   상기 피더용 로드를 길이 신장 또는 길이 축소시키는 피더용 액추에이터를 포함하는, 소재 가열 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 가열 하우징과 상기 복수의 소재 피더 사이에 마련되어, 상기 가열 챔버로 인출입하는 상기 소재가 안착되는 복수의 트레이를 더 포함하는, 소재 가열 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 스토퍼는,
   상기 복수의 소재 피더에 각각 대응하며 상기 가열 챔버에 인출입가능하게 마련되어, 길이 신장 또는 길이 축소하며 상기 가열 챔버에 수용된 상기 소재의 단부를 지지 및 지지해제하는 스토퍼용 로드; 및
   상기 스토퍼용 로드를 길이 신장 또는 길이 축소시키는 스토퍼용 액추에이터를 포함하는, 소재 가열 장치.

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