KR102264187B1 - 튜브 제작방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 튜브 제작방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일정길이를 지닌 판재 형상의 금속 소재를 길이방향으로 공급시키는 1단계 공정; 공급된 금속 소재의 좌우 측면이 중심부를 향하여 말리도록 가압하여 단면이 원형이 되도록 성형하는 2단계 공정; 튜브 형상인 원형으로 성형된 금속 소재의 접촉된 단부를 용접으로 접합하는 3단계 공정;을 통해 제작되는 것이 특징인 튜브 제작방법에 관한 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 튜브 제작방법은 튜브의 제작시간을 단축시킬 수 있으며, 튜브의 길이도 자유롭게 선택하여 제작할 수 있으며, 특히 다른 조관방법에 비해 보다 안정적인 작업이 이루어질 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.

Description

튜브 제작방법{Method for manufacturing tube}
본 발명은 튜브 제작방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지정된 경로를 따라 일정길이를 지닌 판재 형상의 금속 소재를 길이방향으로 진행시키면서 금속 소재를 길이방향의 양단이 원형으로 둥글게 말리도록 가압하여 접촉되는 양단부를 용접으로 접합시키는 것이 특징인 튜브 제작방법에 관한 것이다.
파이프 또는 튜브는 액체나 기체를 수송하기 위해 내부에 공간이 형성되어 있는 관으로서, 이러한 파이프 또는 튜브의 제작방법 관련 종래기술로는 공개특허공보 제10-2016-0065098호에 금속 재료인 적어도 하나의 외부 파이프(10) 및 외부 파이프 내에 배치된 금속 재료인 하나의 내부 파이프(20), 그들의 계면의 적어도 일부에 내부 파이프(20)의 외부 표면에 기계적으로 본딩된 외부 파이프(10)의 내부표면을 포함하는 관형 요소에서 메탈로직칼 본드(1)를 가진 다층 파이프를 생산하기 위한 프로세스에서, 프로세스는 생산 라인에서, 관형 요소가 동시에 가열되고 드로잉되며(drawn), 관형 요소의 각 부분은 유도(induction)에 의하여 가열되어 열간(hot) 드로잉되며 상기 관형 요소는 그것의 내부에 위치된 맨드렐로 드로운된 다층 파이프를 생산하기 위한 프로세스가 공개되어 있다.
또 다른 종래기술로는 등록특허공보 제1476770호에 파이프 제작 가공 시스템에 있어서, 상기 파이프 제작 가공 시스템은 파이프의 원재료인 공작물(20)이 장착되고 상기 공작물(20)을 회전시키도록 회전가능하게 형성되는 유압척(30); 및 상기 공작물(20)의 다른 일측면에 위치하여 상기 공작물(20)을 고정하며, 파이프 제작 및 가공작업시 진원도 및 직진도와 고정율을 높이기 위해 유압식으로 형성되는 공작물 유압 방진구(40); 및 상기 유압척(30)의 회전운동과 이송 공구대(50)의 전후진 운동에 의해 상기 공작물(20)을 절삭가공하기 위하여 심공툴(60)의 끝단에 형성되는 바이트(65); 및 직경 6~500mm로 형성되어 다양한 사이즈의 파이프 제작이 가능하도록 하며 끝단에 바이트(65)가 구비되는 심공툴(60); 및 상기 심공툴(60)을 고정하며 진원도 및 직진도와 고정율을 높이기 위해 유압식으로 형성되는 심공툴 유압 방진구(70); 및 상기 심공툴(60)과 연결되어 상기 심공툴을 전진 및 후진 이송하도록 하며 일측에 고압펌프(80)가 구비되는 이송공구대(50); 및 상기 유압척(30)의 회전속도를 조절하고 공작물(20)의 크기 및 재료에 따라 회전속도와 이송속도를 조절하는 주축 제어장치(100); 및 상기 이송 공구대(50)의 이송속도를 조절하며 공작물(20)의 크기 및 재료에 따라 회전속도와 이송속도를 조절하는 공구대 제어장치(110); 및 상기 심공틀(60)에 장착되는 상기 바이트(65)의 위치를 조절할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 파이프 제작가공 시스템이 등록공개되어 있다.
그러나 상기 열거한 바와 같이 종래의 파이프 또는 튜브 제작장치 및 제작방법은 대부분 인발가공 또는 소재의 단부면에 절삭을 진행하여 타단으로 관통하는 방법을 택하고 있으나, 인발가공은 금속소재에 매우 높은 열을 가한 후, 행해져야 하는 공정의 특성상 안전사고가 일어날 확률이 매우 높으며, 제작되는 파이프 및 튜브의 길이도 미리 설정되어야 있어야 하기에 금형의 교체 등 작업의 번거로움이 있으며, 소재의 단부면을 절삭하여 타단으로 관통하는 공정은 소재의 길이가 매우 한정적인것으로, 즉 길이가 긴 튜브 또는 파이프를 제작하는 것이 매우 어렵다는 단점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 코일링된 금속판재를 언코일하여 지속적으로 공급하는 과정에서 판재형상의 소재가 점진적으로 원형의 튜브(파이프)형상이 되도록 제작함으로써 튜브의 제작시간을 단축시킬 수 있으며, 또한 튜브의 길이도 자유롭게 선택하여 제작할 수 있는 튜브 제작방법을 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.
본 발명 튜브 제작방법은 일정길이를 지닌 판재 형상의 금속 소재를 길이방향으로 공급시키는 1단계 공정; 공급된 금속 소재의 좌우 측면이 중심부를 향하여 말리도록 가압하여 단면이 원형이 되도록 성형하는 2단계 공정; 튜브 형상인 원형으로 성형된 금속 소재의 접촉된 단부를 용접으로 접합하는 3단계 공정;을 통해 제작되는 것이 특징이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 튜브 제작방법은 튜브의 제작시간을 단축시킬 수 있으며, 튜브의 길이도 자유롭게 선택하여 제작할 수 있으며, 특히 다른 조관방법에 비해 보다 안정적인 작업이 이루어질 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.
도 1은 본 발명 튜브 제작공정도.
도 2는 본 발명 튜브 제작공정에 따른 제작설비 개요도.
도 3은 본 발명 튜브 제작장치에 설치된 성형부의 1차 성형롤러 사진.
도 4는 본 발명 튜브 제작장치에 설치된 성형부의 2차 성형롤러 사진.
도 5는 본 발명 튜브 제작장치에 설치된 용접부 및 비드제거부의 외부측 작업개요도.
도 6은 본 발명 튜브 제작장치에 설치된 용접부 및 비드제거부의 내부측 작업개요도.
도 7은 본 발명 튜브 제작장치에 설치된 비드제거부의 비드제거기 사진.
도 8은 본 발명 튜브 제작장치에 설치된 1차 성형롤러의 상부측 롤러 지지부를 나타낸 사진.
도 9는 튜브 제작장치에 설치된 1차 성형롤러의 상부측 롤러 지지부의 작동상태를 나타낸 개요도.
도 10은 튜브 제작장치에 설치된 1차 성형롤러의 상부측 롤러 지지부의 이동블럭의 수직단면 개요도.
본 발명 튜브 제작방법은 일정길이를 지닌 판재 형상의 금속 소재(10)를 길이방향으로 공급시키는 1단계 공정; 공급된 금속 소재(10)의 좌우 측면이 중심부를 향하여 말리도록 가압하여 단면이 원형이 되도록 성형하는 2단계 공정; 튜브 형상인 원형으로 성형된 금속 소재(10)의 접촉된 단부를 용접으로 접합하는 3단계 공정;을 통해 제작되는 것이 특징이다.
상기 3단계 공정 후에는 용접시 발생된 비드를 제거하는 4단계 공정이 추가되는 것이 특징이다.
상기 1단계 공정은 코일링(Coiling)되어 있는 금속 소재(10)를 언코일(Uncoil)하면서 공급하는 것이 특징이다.
상기 2단계 공정은 판재 형상의 금속 소재(10)가 상하로 일정간격 이격되게 장착된 한 쌍의 1차 성형롤러(111) 사이로 통과함으로써 금속 소재(10)의 길이방향의 좌우 측면이 말리도록 성형되는 2-1단계 공정; 상기 2-1단계 공정에서 말려진 금속 소재(10)의 좌우 측면에 직접 접촉하도록 설치되어 있는 2차 성형롤러(112) 사이를 통과함으로써 좌우 측면 단부가 서로 맞대어져 튜브 형상으로 성형되는 2-2단계 공정;으로 이루어지되, 상기 1차 성형롤러(111)에서 상부 측에 설치되는 롤러는 롤러의 양단에서 중간으로 갈수록 직경이 점차 커지도록 형성되고, 하부 측에 설치되는 롤러는 롤러의 양단에서 중간으로 갈수록 직경이 점차 작아지게 형성되어 있어 1차 성형롤러(111)를 통과한 금속 소재(10)는 좌우 측면이 상부 방향으로 말리게 형성되며, 상기 2차 성형롤러(112)는 롤러의 양단에서 중간으로 갈수록 직경이 점차 작아지게 형성되어 있는 것으로, 복수 개가 금속 소재(10)의 진행방향을 따라 일정 간격 이격되게 배열되어 있되, 금속 소재(10)가 진행하는 방향으로 갈수록 2차 성형롤러(112)의 직경은 점차 작은 것이 설치되어 2차 성형롤러(112)를 통과한 금속 소재(10)의 양단은 서로 맞닿는 것이 특징이다.
상기 복수 개로 이루어진 2차 성형롤러(112)를 통과하는 금속 소재(10)의 상부 측에는 상부로 말려지는 금속 소재(10)의 좌우 단부가 서로 대칭되게 말려지도록 가이드하는 가이드 롤러(113)가 설치되어 있는 것으로, 상기 가이드 롤러(113)는 금속 소재(10)의 정중앙 상부 측에 설치되어 있되, 중심부에는 금속 소재(10)의 좌우 단부가 접촉되도록 가이드 롤러(113)의 직경보다 더 돌출되는 링 형상의 플랜지면(113-1)이 형성되어 있는 것이 특징이다.
상기 가이드 롤러(113)는 복수 개가 금속 소재(10)의 진행방향을 따라 일정간격 이격되게 배열되어 있되, 상기 가이드 롤러(113)의 중심부에 돌출형성된 플랜지면(113-1)의 두께는 금속 소재(10)의 진행방향으로 갈수록 얇게 형성되어 있는 것이 특징이다.
상기 복수 개의 가이드 롤러(113) 중 마지막에 배열되어 있는 가이드 롤러(113)에는 플랜지면(113-1)이 형성되어 있지 않은 것이 특징이다.
상기 1차 성형롤러(111)의 하부 측에 설치된 롤러는 고정하고 상부 측에 설치된 롤러를 상하방향으로 이동시킴으로써 하부 측에 설치된 롤러와 상부 측에 설치된 롤러의 간격을 조절할 수 있는 것으로,
상기 1차 성형롤러(111)의 상부 측 롤러의 좌우측에는 수직프레임(161)이 설치되어 있되, 각각의 수직프레임(161)은 한 쌍으로 이루어져 금속 소재(10)의 길이방향으로 일정간격 이격되게 배열되어 있고, 그 상단은 수평으로 가로놓인 지지프레임(162)에 의해 연결되어 있으며,
상기 한 쌍의 수직프레임(161) 사이에는 한 쌍의 수직프레임(161)의 마주보는 면에 접촉되어 수직방향으로 이동하는 이동블럭(162)이 위치하고, 상기 이동블럭(162)에는 1차 성형롤러(111)의 회전중심인 회전축(114)이 공회전하도록 체결되어 있어 상기 이동블럭(162)이 한 쌍의 수직프레임(161)을 따라 상하로 이동하게 되면 1차 성형롤러(111)의 상부 측 롤러는 상하로 이동하게 되면서 하부 측 롤러와의 간격이 조절할 수 있으며,
상기 이동블럭(162)을 구동시키는 수단으로는 윔기어(163)와 윔휠(164)을 사용하는 것으로,
상기 이동블럭(162)의 상부에 수직방향으로 직립하는 윔기어(163)를 위치시키되, 상기 윔기어(163)의 하단에는 윔기어(163)의 외측 직경보다 큰 직경의 하부헤드(163-2)가 형성되어 있고, 상기 이동블럭(162)의 상면에는 상부가 개구되어 내부공간부가 형성되어 있는 하우징(162-1)이 장착되어 있되, 상기 하우징(162-1)에는 윔기어(163)의 하부헤드(163-2)가 이탈되지 않으면서 공회전 가능하도록 체결되어 있으며,
상기 수직프레임(161)의 상단을 연결하고 있는 지지프레임(162)은 내부에 공간부가 형성되어 있고 상기 웜기어(163)의 상단은 지지프레임(162)을 관통하도록 하고 있되, 지지프레임(162)의 내부 공간부에는 윔기어(163)를 상하로 이동시키기 위한 윔휠(164)이 제자리서 회전하도록 장착함으로써 상기 윔휠(164)이 제자리서 회전하게 되면 윔기어(163)는 상하방향으로 이동하게 되는 것이며.
상기 윔휠(164)의 중심부는 반대편 측의 지지프레임(162)의 내부 공간부에 내장되어 있는 윔휠(164)의 중심부에 구동축(165)에 의해 연결되도록 함으로써 구동축(165)을 회전시키게 되면 구동축(165)의 양단에 각각의 중심부가 고정되어 있는 윔휠(164)이 동시에 회전하게 됨에 따라 윔휠(164)에 기어니가 접촉하고 있는 윔기어(163)는 상하로 이동하게 되고, 윔기어(163)가 상하로 이동하게 됨에 따라 웜기어(163)이 하단에 형성되어 있는 하부헤드(163-2)가 이동블럭(162)의 상면에 형성된 하우징(162-1)에 이탈되지 않으면서 공회전하도록 체결되어 있는 관계로 이동블럭(162)은 한 쌍의 수직프레임(161) 사이에서 회전하지 않고 상하방향으로 직선이동하게 되는 것이 특징이다.
상기 웜기어(163)의 상단에는 하부헤드(163-2)와 동일한 형태의 상부헤드(163-1)가 형성되어 있어 웜기어(163)가 윔휠(164)에 의해 상부로 이동하게 됨에 따라 상부헤드(163-1)와 지지프레임(162)의 사이에는 갭이 형성되게 되고 상기 갭에 스토퍼(166)를 끼움으로써 상부로 이동한 웜기어(163)가 하부로 이동하지 않고 현 상태의 위치를 고수할 수 있는 것으로, 상기 스토퍼(166)는 말굽 형상으로 형성함으로써 상부헤드(163-1)와 지지프레임(162)의 사이에 끼움이 용이하도록 하되, 상기 스토퍼(166)는 복수 개를 구비하여 필요에 따라 상부헤드(163-1)와 지지프레임(162)의 사이에 복수 개가 적층되되게 끼우는 것이 특징이다.
이하, 본 발명 튜브 제작방법을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 튜브 제작공정도, 도 2는 본 발명 튜브 제작공정에 따른 제작설비 개요도, 도 3은 본 발명 튜브 제작장치에 설치된 성형부의 1차 성형롤러 사진, 도 4는 본 발명 튜브 제작장치에 설치된 성형부의 2차 성형롤러 사진, 도 5는 본 발명 튜브 제작장치에 설치된 용접부 및 비드제거부의 외부측 작업개요도, 도 6은 본 발명 튜브 제작장치에 설치된 용접부 및 비드제거부의 내부측 작업개요도, 도 7은 본 발명 튜브 제작장치에 설치된 비드제거부의 비드제거기 사진이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 튜브 제작장치(110)는 판재 형상의 금속 소재(10)를 길이방향으로 공급하는 공급부(150)와, 상기 공급부(150)로부터 공급되는 금속 소재(10)를 좌우 측면이 말리도록 가압하여 단면이 원형이 되도록 성형하는 성형부(110)와, 상기 성형부(110)에 의해 서로 접촉되는 좌우 측면 단부를 용접에 의해 접합하는 용접부(120)로 이루어진 것으로, 일정길이를 지닌 판재 형상의 금속 소재(10)를 길이방향으로 공급시키는 1단계 공정; 공급된 금속 소재(10)의 좌우 측면이 말리도록 가압하여 단면이 원형이 되도록 성형하는 2단계 공정; 튜브 형상인 원형으로 성형된 금속 소재(10)의 접촉된 단부를 용접으로 접합하는 3단계 공정;을 통해 제작되는 것이 특징이다.
참고로 도 5와 도 6의 화살표는 금속 소재(10)의 진행방향을 나타낸 것이다.
상기 3단계 공정 후에는 용접시 발생된 비드를 제거하는 4단계 공정과, 튜브를 적절한 길이로 절단하는 5단계 공정이 추가될 수 있다.
바람직하게는 상기 3단계 공정에서는 튜브 형상으로 성형된 금속 소재(10)의 접촉된 단부 내부측과 외부측을 모두 용접하고, 4단계 공정에서는 용접에 의해 튜브의 내부 측과 외부측 발생한 비드를 모두 제거하는 것이 특징인 튜브 제작방법.
1단계 공정은 같이 코일링(Coiling)되어 있는 금속 소재(10)를 언코일(Uncoil)하면서 공급하는 것이다.
상기 2단계 공정은 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 성형부(110)에서 공급된 금속 소재(10)의 좌우 측면이 말리도록 가압하여 단면이 원형이 되도록 성형하는 것으로, 상세하게는 판재 형상의 금속 소재(10)가 상하로 일정간격 이격되게 장착된 한 쌍의 1차 성형롤러(111) 사이로 통과함으로써 금속 소재(10)의 길이방향의 좌우 측면이 말리도록 성형되는 2-1단계 공정; 상기 2-1단계 공정에서 말려진 금속 소재(10)의 좌우 측면에 직접 접촉하도록 설치되어 있는 2차 성형롤러(112) 사이를 통과함으로써 좌우 측면 단부가 서로 맞대어져 튜브 형상으로 성형되는 2-2단계 공정;으로 이루어진다.
이때, 상기 1차 성형롤러(111)에서 상부 측에 설치되는 롤러는 롤러의 양단에서 중간으로 갈수록 직경이 점차 커지도록 형성되고, 하부 측에 설치되는 롤러는 롤러의 양단에서 중간으로 갈수록 직경이 점차 작아지게 형성되어 있다.
이에, 1차 성형롤러(111)를 통과한 금속 소재(10)는 좌우 측면이 상부 방향으로 말리게 형성되게 된다.
그리고 상기 2차 성형롤러(112)는 롤러의 양단에서 중간으로 갈수록 직경이 점차 작아지게 형성되어 있는 것으로, 복수 개가 금속 소재(10)의 진행방향을 따라 일정 간격 이격되게 배열되어 있되, 금속 소재(10)가 진행하는 방향으로 갈수록 2차 성형롤러(112)의 직경은 점차 작은 것이 설치되어 있다.
이에, 2차 성형롤러(112)를 통과한 금속 소재(10)의 양단은 서로 맞닿는 것이다.
한편, 상기 복수 개로 이루어진 2차 성형롤러(112)를 통과하는 금속 소재(10)의 상부 측에는 상부로 말려지는 금속 소재(10)의 좌우 단부가 서로 대칭되게 말려지도록 가이드하는 가이드 롤러(113)가 설치되어 있다.
상기 가이드 롤러(113)는 금속 소재(10)의 정중앙 상부 측에 설치되어 있는 것으로, 중심부에는 금속 소재(10)의 좌우 단부가 접촉되도록 가이드 롤러(113)의 직경보다 더 돌출되는 링 형상의 플랜지면(113-1)이 형성되어 있다.
상기 플랜지면(113-1)에 의해 금속 소재(10)의 좌우 측 단부면은 상부로 말리더라도 정확한 좌우 대칭이 될 수 있게 되는 것이다.
특히, 상기 가이드 롤러(113)는 복수 개가 금속 소재(10)의 진행방향을 따라 일정간격 이격되게 배열되어 있되, 상기 가이드 롤러(113)의 중심부에 돌출형성된 플랜지면(113-1)의 두께는 금속 소재(10)의 진행방향으로 갈수록 얇게 형성되어 있다.
이에, 금속 소재(10)의 좌우 측 단부면은 점진적으로 근접하게 됨으로써 튜브 제작시 불량률을 줄일 수 있게 된다.
상기 복수 개의 가이드 롤러(113) 중 마지막에 배열되어 있는 가이드 롤러(113)에는 플랜지면(113-1)이 형성되어 있지 않도록 하여 접촉된 좌우 측 단부면이 매끄럽게 접촉된 상태를 유지할 수 있도록 한다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 상기 2단계 공정 진행을 위해 설치된 설비단계에서 원형으로 말리는 금속 소재(10)의 좌우 측면이 접촉되기 직전의 위치에 원형으로 말려 있는 금속 소재(10)의 내부 측으로 내측 용접봉(122)과 용접시 발생하는 비드를 제거하기 위한 내측 비드제거기(132)가 함께 삽입된다.
상기 내측 용접봉(122)과 내측 비드제거기(132)는 각각 원형으로 말려 있는 금속 소재(10)의 외부에 고정된 용접장치(도면 미도시) 및 내측 비드제거기(132)를 지지하는 지지브래킷(도면 미되시)에 일단이 고정되어 있다.
더욱 바람직하게는, 원형으로 말려진 금속 소재(10)에 직접 접촉되어 비드를 제거하는 내측 비드제거기의(132) 절삭팁은 내측 용접봉(122)보다 금속 소재(10)의 내부 측에 위치하도록 세팅한다.
한편, 내측 비드제거기(132)는 막대형상의 몸체(132-1)와, 상기 몸체(132-1)의 선단의 상면에 장착되어 비드를 제거하는 절삭팁(132-2)과, 상기 몸체(132-1)의 후단에 후방으로 돌출형성되어 원형으로 말려 있는 금속 소재(10)의 외부 측에 위치하고 있는 지지브래킷(도면 미도시)에 체결되는 체결부(132-3)로 이루어져 있되, 상기 체결부(132-3)는 외주연에 나사산이 형성되어 지지브래킷과 나사결합하는 것이 특징이다.
그리고 상기 몸체(132-1)의 상부 면과 하부면에는 각각 상·하부 롤러(132-4, 132-5)가 장착되어 있어 원형으로 말려진 금속 소재(10)의 내측의 상·하부면에 상·하부 롤러(132-4, 132-5))가 접촉되도록 함으로써 금속 소재(10)의 진행시 마찰이 발생하는 것이 억제되도록 하여 금속 소재(10)이 원활한 진행이 이루어지도록 하였다.
한편, 금속 소재(10)의 두께나 제작되는 파이프의 직경에 따라 상기 성형부(110)에서 1차 성형롤러(111)의 상부 측에 설치된 롤러와 하부 측에 설치된 롤러의 간격을 조절함으로써 다양한 직경의 튜브를 제작할 수 있게 된다.
본 발명에서는 하부 측에 설치된 롤러는 고정하고 상부 측에 설치된 롤러를 상하방향으로 이동시킴으로써 하부 측에 설치된 롤러와 상부 측에 설치된 롤러의 간격을 조절하게 된다.
상기 하부 측에 설치된 롤러와 상부 측에 설치된 롤러의 간격을 조절하는 구성 및 작동방법에 대한 설명은 하기에 상세히 설명하였다.
도 8은 본 발명 튜브 제작장치에 설치된 1차 성형롤러의 상부측 롤러 지지부를 나타낸 사진, 도 9는 튜브 제작장치에 설치된 1차 성형롤러의 상부측 롤러 지지부의 작동상태를 나타낸 개요도, 도 10은 튜브 제작장치에 설치된 1차 성형롤러의 상부측 롤러 지지부의 이동블럭의 수직단면 개요도이다.
도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이 1차 성형롤러(111)의 상부 측 롤러의 양측 즉, 상부 측 롤러의 좌우측에는 수직프레임(161)이 설치되어 있되, 각각의 수직프레임(161)은 한 쌍으로 이루어져 금속 소재(10)의 길이방향으로 일정간격 이격되게 배열되어 있고, 그 상단은 수평으로 가로놓인 지지프레임(162)에 의해 연결되어 있다.
그리고 상기 한 쌍의 수직프레임(161) 사이에는 한 쌍의 수직프레임(161)의 마주보는 면에 접촉되어 수직방향으로 이동하는 이동블럭(162)이 위치하고 있으며, 상기 이동블럭(162)에는 1차 성형롤러(111)의 회전중심인 회전축(114)이 공회전하도록 체결되어 있어 상기 이동블럭(162)이 한 쌍의 수직프레임(161)을 따라 상하로 이동하게 되면 1차 성형롤러(111)의 상부 측 롤러는 상하로 이동하게 되면서 하부 측 롤러와의 간격이 조절되는 것이다.
상기 이동블럭(162)을 구동시키는 수단으로 윔기어(163)와 윔휠(164)을 사용하는 것으로, 이동블럭(162)의 상부에 수직방향으로 직립하는 윔기어(163)를 위치시키되, 상기 윔기어(163)의 하단에는 윔기어(163)의 외측 직경보다 큰 직경의 하부헤드(163-2)가 형성되어 있고, 상기 이동블럭(162)의 상면에는 상부가 개구되어 내부공간부가 형성되어 있는 하우징(162-1)이 장착되어 있되, 상기 하우징(162-1)에는 윔기어(163)의 하부헤드(163-2)가 이탈되지 않으면서 공회전 가능하도록 체결되어 있다.
상기 웜기어(163)의 하부헤드(163-2)가 하우징(162-1)에 이탈되지 않으면서 공회전 가능하도록 체결되는 구성은 널리 공지된 관용의 수단이기에 상세한 설명은 생략하도록 한다.
이에, 윔기어(163)를 상하로 이동시키면 이동블럭(162)도 상하로 이동하게 되는 것이다.
한편, 상기 수직프레임(161)의 상단을 연결하고 있는 지지프레임(162)은 내부에 공간부가 형성되어 있고 상기 웜기어(163)의 상단은 지지프레임(162)을 관통하도록 하고 있되, 지지프레임(162)의 내부 공간부에는 윔기어(163)를 상하로 이동시키기 위한 윔휠(164)이 제자리서 회전하도록 장착함으로써 상기 윔휠(164)이 제자리서 회전하게 되면 윔기어(163)는 상하방향으로 이동하게 된다.
이때, 상기 윔휠(164)의 중심부는 반대편 측의 지지프레임(162)의 내부 공간부에 내장되어 있는 윔휠(164)의 중심부에 구동축(165)에 의해 연결되도록 함으로써 구동축(165)을 회전시키게 되면 구동축(165)의 양단에 각각의 중심부가 고정되어 있는 윔휠(164)이 동시에 회전하게 된다.
또한, 웜휠(164)이 회전하게 됨에 따라 윔휠(164)에 기어니가 접촉하고 있는 윔기어(163)는 상하로 이동하게 되고, 윔기어(163)가 상하로 이동하게 됨에 따라 웜기어(163)이 하단에 형성되어 있는 하부헤드(163-2)가 이동블럭(162)의 상면에 형성된 하우징(162-1)에 이탈되지 않으면서 공회전하도록 체결되어 있는 관계로 이동블럭(162)은 한 쌍의 수직프레임(161) 사이에서 회전하지 않고 상하방향으로 직선이동하게 된다.
상기 구동축(165)이 관통하는 지지프레임(162)의 일면에는 관용의 베어링(도면 미도시)를 장착함으로써 더욱 원활한 회전이 이루어지도록 한다,
특히, 상기 구동축(165)의 중심부는 단면이 사각형 이상의 다각형 형상으로 형성함으로써 스패너와 같은 공구를 이용하여 회전이 용이할 수 있도록 하였다.
도 10에 도시된 바와 같이 한 쌍의 수직프레임(161)에 접촉하는 이동블럭(162)의 양면에는 각각 수직프레임(161)의 일면이 삽입안착되는 안내홈(162-2)이 형성되도록 함으로써 상기 이동블럭(162)은 더욱 견고하게 상하방향으로 이동할 수 있게 된다.
별도로 상기 이동블럭(162)은 수직프레임(161)의 너비에 대응하는 너비를 지닌 육면체 형상의 몸체(162a)와 상기 몸체(162a)의 양측면에 몸체(162a)보다는 상대적으로 긴 길이의 안내판(162b)이 볼트체결되도록 함으로써 상기 안내홈(162-2)의 자연스러운 형성 및 이동블럭(162)의 조립이 용이하도록 하였다.
그리고 상기 웜기어(163)의 상단에는 하부헤드(163-2)와 동일한 형태의 상부헤드(163-1)가 형성되어 있어 웜기어(163)가 윔휠(164)에 의해 상부로 이동하게 됨에 따라 상부헤드(163-1)와 지지프레임(162)의 사이에는 간격 즉, 갭이 형성되게 되고 상기 갭에 스토퍼(166)를 끼움으로써 상부로 이동한 웜기어(163)가 하부로 이동하지 않고 현 상태의 위치를 고수할 수 있도록 한다.
상기 스토퍼(166)는 말굽 형상으로 형성함으로써 상부헤드(163-1)와 지지프레임(162)의 사이에 끼움이 용이하도록 하되, 상기 스토퍼(166)는 복수 개를 구비하여 필요에 따라 상부헤드(163-1)와 지지프레임(162)의 사이에 복수 개가 적층되되게 끼우도록 한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 튜브 제작방법은 튜브의 제작시간을 단축시킬 수 있으며, 튜브의 길이도 자유롭게 선택하여 제작할 수 있으며, 특히 다른 조관방법에 비해 보다 안정적인 작업이 이루어질 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.
10. 금속 소재
100. 제작장치
110. 성형부 111. 1차 성형롤러 112. 2차 성형롤러
113. 가이드 롤러 113-1. 플랜지면
120. 용접부 121. 외측 용접부 122. 내측 용접부
130. 비드제거부 131. 외측 비드제거기 132. 내측 비드제거기
132-1. 몸체 132-2. 절삭팁 132-3. 체결부
132-4. 상부 롤러 132-5. 하부 롤러
140. 유도 롤러
150. 공급부
160. 지지부 161. 수직프레임 162. 지지프레임
162. 이동블럭 162a. 몸체 162b. 안내판
162-1. 하우징 162-2. 안내홈
163. 웜기어 163-1. 상부헤드 163-2. 하부헤드
164. 웜휠 165. 구동축 166. 스토퍼

Claims (8)

  1. 일정길이를 지니면서 코일링(Coiling)되어 있는 판재 형상의 금속 소재(10)를 언코일(Uncoil)하면서 길이방향으로 공급시키는 1단계 공정; 공급된 금속 소재(10)의 좌우 측면이 중심부를 향하여 말리도록 가압하여 단면이 원형이 되도록 성형하는 2단계 공정; 튜브 형상인 원형으로 성형된 금속 소재(10)의 접촉된 단부를 용접으로 접합하는 3단계 공정; 용접시 발생된 비드를 제거하는 4단계 공정;으로 이루어져 있되,
    상기 2단계 공정은 판재 형상의 금속 소재(10)가 상하로 일정간격 이격되게 장착된 한 쌍의 1차 성형롤러(111) 사이로 통과함으로써 금속 소재(10)의 길이방향의 좌우 측면이 말리도록 성형되는 2-1단계 공정; 상기 2-1단계 공정에서 말려진 금속 소재(10)의 좌우 측면에 직접 접촉하도록 설치되어 있는 2차 성형롤러(112) 사이를 통과함으로써 좌우 측면 단부가 서로 맞대어져 튜브 형상으로 성형되는 2-2단계 공정;으로 이루어진 것으로,
    상기 1차 성형롤러(111)에서 상부 측에 설치되는 롤러는 롤러의 양단에서 중간으로 갈수록 직경이 점차 커지도록 형성되고, 하부 측에 설치되는 롤러는 롤러의 양단에서 중간으로 갈수록 직경이 점차 작아지게 형성되어 있어 1차 성형롤러(111)를 통과한 금속 소재(10)는 좌우 측면이 상부 방향으로 말리게 형성되며,
    상기 2차 성형롤러(112)는 롤러의 양단에서 중간으로 갈수록 직경이 점차 작아지게 형성되어 있되, 복수 개가 금속 소재(10)의 진행방향을 따라 일정 간격 이격되게 배열되며 금속 소재(10)가 진행하는 방향으로 갈수록 2차 성형롤러(112)의 직경은 점차 작은 것이 설치되어 2차 성형롤러(112)를 통과한 금속 소재(10)의 양단은 서로 맞닿게 되도록 하는 튜브 제작방법에 있어서,
    상기 복수 개로 이루어진 2차 성형롤러(112)를 통과하는 금속 소재(10)의 상부 측에는 상부로 말려지는 금속 소재(10)의 좌우 단부가 서로 대칭되게 말려지도록 가이드하는 가이드 롤러(113)가 설치되어 있되, 상기 가이드 롤러(113)는 복수 개가 금속 소재(10)의 정중앙 상부 측에 금속 소재(10)의 진행방향을 따라 일정간격 이격되게 배열되도록 설치되어 있는 것으로,
    상기 가이드 롤러(113)의 중심부에는 금속 소재(10)의 좌우 단부가 접촉되도록 가이드 롤러(113)의 직경보다 더 돌출되게 형성된 링 형상의 플랜지면(113-1)이 형성되어 있되, 상기 플랜지면(113-1)의 두께는 금속 소재(10)의 진행방향으로 갈수록 얇게 형성되고, 복수 개의 가이드 롤러(113) 중 마지막에 배열되어 있는 가이드 롤러(113)에는 플랜지면(113-1)이 형성되어 있지 않은 것이며,
    상기 1차 성형롤러(111)의 하부 측에 설치된 롤러는 고정하고 상부 측에 설치된 롤러를 상하방향으로 이동시킴으로써 하부 측에 설치된 롤러와 상부 측에 설치된 롤러의 간격을 조절할 수 있는 것으로,
    상기 1차 성형롤러(111)의 상부 측 롤러의 좌우측에는 수직프레임(161)이 설치되어 있되, 각각의 수직프레임(161)은 한 쌍으로 이루어져 금속 소재(10)의 길이방향으로 일정간격 이격되게 배열되어 있고, 그 상단은 수평으로 가로놓인 지지프레임(162)에 의해 연결되어 있으며,
    상기 한 쌍의 수직프레임(161) 사이에는 한 쌍의 수직프레임(161)의 마주보는 면에 접촉되어 수직방향으로 이동하는 이동블럭(162)이 위치하고, 상기 이동블럭(162)에는 1차 성형롤러(111)의 회전중심인 회전축(114)이 공회전하도록 체결되어 있어 상기 이동블럭(162)이 한 쌍의 수직프레임(161)을 따라 상하로 이동하게 되면 1차 성형롤러(111)의 상부 측 롤러는 상하로 이동하게 되면서 하부 측 롤러와의 간격이 조절할 수 있으며,
    상기 이동블럭(162)을 구동시키는 수단으로는 윔기어(163)와 윔휠(164)을 사용하는 것으로,
    상기 이동블럭(162)의 상부에 수직방향으로 직립하는 윔기어(163)를 위치시키되, 상기 윔기어(163)의 하단에는 윔기어(163)의 외측 직경보다 큰 직경의 하부헤드(163-2)가 형성되어 있고, 상기 이동블럭(162)의 상면에는 상부가 개구되어 내부공간부가 형성되어 있는 하우징(162-1)이 장착되어 있되, 상기 하우징(162-1)에는 윔기어(163)의 하부헤드(163-2)가 이탈되지 않으면서 공회전 가능하도록 체결되어 있으며,
    상기 수직프레임(161)의 상단을 연결하고 있는 지지프레임(162)은 내부에 공간부가 형성되어 있고 웜기어(163)의 상단은 지지프레임(162)을 관통하도록 하고 있되, 지지프레임(162)의 내부 공간부에는 윔기어(163)를 상하로 이동시키기 위한 윔휠(164)이 제자리서 회전하도록 장착함으로써 상기 윔휠(164)이 제자리서 회전하게 되면 윔기어(163)는 상하방향으로 이동하게 되는 것이며,
    상기 윔휠(164)의 중심부는 반대편 측의 지지프레임(162)의 내부 공간부에 내장되어 있는 윔휠(164)의 중심부에 구동축(165)에 의해 연결되도록 함으로써 구동축(165)을 회전시키게 되면 구동축(165)의 양단에 각각의 중심부가 고정되어 있는 윔휠(164)이 동시에 회전하게 됨에 따라 윔휠(164)에 기어니가 접촉하고 있는 윔기어(163)는 상하로 이동하게 되고, 윔기어(163)가 상하로 이동하게 됨에 따라 웜기어(163)이 하단에 형성되어 있는 하부헤드(163-2)가 이동블럭(162)의 상면에 형성된 하우징(162-1)에 이탈되지 않으면서 공회전할 수 있도록 체결되어 있는 관계로 이동블럭(162)은 한 쌍의 수직프레임(161) 사이에서 회전하지 않고 상하방향으로 직선이동하게 있도록 하되, 상기 구동축(165)의 중심부는 단면이 사각형 이상의 다각형 형상으로 형성함으로써 스패너와 같은 공구를 이용하여 회전이 용이하도록 하며,
    상기 웜기어(163)의 상단에는 하부헤드(163-2)와 동일한 형태의 상부헤드(163-1)가 형성되어 있어 웜기어(163)가 윔휠(164)에 의해 상부로 이동하게 됨에 따라 상부헤드(163-1)와 지지프레임(162)의 사이에는 갭이 형성되게 되고 상기 갭에 말굽 형상으로 형성된 스토퍼(166)를 끼움으로써 상부로 이동한 웜기어(163)가 하부로 이동하지 않고 현 상태의 위치를 고수할 수 있는 것으로, 상기 스토퍼(166)는 복수 개를 구비하여 필요에 따라 상부헤드(163-1)와 지지프레임(162)의 사이에 복수 개가 적층되게 끼울 수 있으며,
    상기 한 쌍의 수직프레임(161)에 접촉하는 이동블럭(162)의 양면에는 각각 수직프레임(161)의 일면이 삽입안착되는 안내홈(162-2)이 형성되도록 함으로써 상기 이동블럭(162)은 더욱 견고하게 상하방향으로 이동할 수 있되, 이동블럭(162)은 수직프레임(161)의 너비에 대응하는 너비를 지닌 육면체 형상의 몸체(162a)와 상기 몸체(162a)의 양측면에 몸체(162a)보다는 상대적으로 긴 길이의 안내판(162b)이 볼트체결되도록 함으로써 상기 안내홈(162-2)의 자연스러운 형성 및 이동블럭(162)의 조립이 용이하도록 한 것이 특징인 튜브 제작방법.
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