KR102284853B1 - 스틸 주름관 제조용 금형장치 - Google Patents

스틸 주름관 제조용 금형장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스틸 주름관 제조용 금형장치에 관한 것으로서, 주름관 성형용 소재인 스틸 관이 삽입되도록 관지지홀이 있는 상,하 금형마감판(200a)(200b); 상,하 금형마감판(200a)(200b) 사이에 적층되며, 관지지홀과 동일 구경의 관삽입홀 테두리면이 돌기부(210) 및 홈부(211)로 단턱져 구비되는 다수 개의 금형판; 일측면에 돌출된 관지지부(231)가 스틸 관의 상,하단(110a)(110b)에 삽입되도록 상,하 금형마감판(200a)(200b)의 외표면에 장착되는 덮개판(230a)(230b); 덮개판(230a)(230b)의 관지지부(231) 외주면에 장착되어 스틸 관 내부의 밀폐력을 유지시키는 오-링(240); 상,하 금형마감판 및 금형판들을 일정 간격 이격시켜 주는 간격유지부재(250);로 이루어지며, 상,하 금형마감판 및 금형판의 각 외주면에 등간격으로 구비되는 볼트홀(201) 및 이에 체결된 볼트(220)의 머리(221)를 안내하는 가이드바(260)를 구비하고, 특히 상,하 금형마감판 및 금형판의 각 외주면에 가이드바(260)가 끼워져 직선으로 슬라이딩되게 하는 바지지부(212)를 등간격으로 구비하여 프레스압을 가하면서 성형 작업시 금형판의 중심이 틀어짐을 방지해 주어 주름관의 진직도가 개선되도록 한 것이다.

Description

스틸 주름관 제조용 금형장치{Steel bellows pipe for manufacture molding apparatus}
본 발명은 스틸 주름관 제조용 금형장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 일정 간격으로 적층된 다수 개의 금형판 내부에 주름관 성형용 스틸 관을 장착하고 프레스로 금형판들을 눌러서 유체 압력을 이용하여 스틸 주름관으로 성형할 때 하강되는 금형판들의 중심이 틀어지지 않도록 함으로서 스틸 주름관의 진직도를 개선시킬 수 있는 스틸 주름관 제조용 금형장치에 관한 것이다.
일반적으로 스틸 주름관은 물, 기름 등의 유체 이송관 또는 가스 이송관 또는 에어 이송관 등의 관체를 연결하는 조인트로 사용되거나 펌프조인트 및 방진조인트 등의 각종 조인트의 원형 벨로우즈(주름부)로 사용되며, 그 외에도 온도 상승에 따른 팽창 및 축 방향 변화 등으로 생기는 신축 흡수용의 벨로즈 신축관 이음재로 사용되고 있다.
상기의 스틸 주름관을 스틸 관으로 성형하기 위해서 종래에는 외주면에 주름 형상의 돌기가 일정 간격으로 다수 형성된 성형롤러가 상,하에 구비된 성형장치를 많이 이용하였다.
상기 성형롤러를 이용한 선행기술로는 아래의 선행기술문헌에 개시된 대한민국 실용신안공보 공고번호 제1991-0004106호(1991.06.15.공고) '주름관 성형롤러의 설치구조'(이하 '선행기술 1'이라 칭함) 및 대한민국 등록특허공보 제10-0150067호 (1998.06.11.등록) '금속주름관의 제조장치'(이하 '선행기술 2'라 칭함)가 있다.
상기 선행기술 1 및 2는 상,하의 성형롤러를 서로의 외주면 돌기가 서로 지그재그로 놓이도록 배치한 것이고, 그러한 상,하 성형롤러 사이에 일정 길이로 절단된 스틸 관을 넣고 상,하 성형롤러를 회전시키면서 일측 성형롤러를 타측 성형롤러 쪽으로 밀어주면 상,하 성형롤러의 서로 맞물리는 돌기에 의해 스틸 관이 소성 변형되면서 주름관이 만들어지는 것이다.
그런데 상기와 같이 성형롤러로 눌로서 주름관으로 만들 경우 금속 내부 조직의 소성 변형율이 부위별로 다르게 작용하여 주름관 일 부위가 휘어지는 등 진직도가 양호하지 못한 문제점이 있다.
특히, 선행기술 2는 성형성을 좋게 하기 위해 금속관체에 가열장치부의 노즐을 통해 나오는 가스불꽃으로 열을 가하면서 주름관으로 성형하였는 바, 이는 가열시설을 별도 구비하는데 따른 비용 상승과, 가동에 따른 유지비용 상승으로 주름관의 원가상승 요인이 많으며, 가열되어 주름 가공된 다음 이를 냉각시켜야 하는 공정이 또 필요하므로 생산성이 떨어지는 등의 문제점이 있다.
대한민국 실용신안공보 공고번호 제1991-0004106호(1991.06.15.공고) '주름관 성형롤러의 설치구조' 대한민국 등록특허공보 제10-0150067호 (1998.06.11.등록) '금속주름관의 제조장치'
이에 본 발명은 상기 선행기술의 문제점을 개선하기 위해 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 일정 간격으로 이격되어 벌어진 다수의 금형판 간극을 프레스로 밀착시켜서 스틸 주름관을 성형할 때 성형되는 주름관의 진직도를 개선시킬 수 있으며, 간단한 구조로 성형성이 양호하여 생산원가를 상당히 낮출 수 있는 스틸 주름관 제조용 금형장치를 제공하는데 있다.
이러한 본 발명은 상기 목적 달성을 위해, 주름관 성형용 소재인 스틸 관이 내부로 삽입되는 관지지홀이 구비되도록 판형으로 구비되는 상,하 금형마감판; 상,하 금형마감판 사이에 연속 적층되는 판형으로 형성되며, 관지지홀과 동일 구경의 관삽입홀 테두리면이 돌기부 및 단턱진 홈부로 구비되는 다수 개의 금형판; 일측면에 돌출된 관지지부가 스틸 관의 상,하단에 삽입되도록 상,하 금형마감판의 외표면에 장착되는 덮개판; 덮개판의 관지지부 외주면에 장착되어 스틸 관 내부의 밀폐력을 유지시키는 오-링; 상,하 금형마감판 및 금형판들을 일정 간격 이격시켜 주는 간격유지부재;로 이루어지며, 상,하 금형마감판 및 금형판의 각 외주면에 등간격으로 구비되는 볼트홀 및 상기 볼트홀에 체결된 볼트의 머리를 수직 안내하는 가이드바를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한 상기 목적 달성을 위해 상,하 금형마감판 및 금형판은 외주면의 등간격 부위에 가이드바가 끼워져서 직선으로의 슬라이딩을 유도하는 바지지부를 형성한 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명은 상,하 금형마감판과 다수 개의 금형판 내부에 스틸 관을 장착하고 프레스압을 가하여 스틸 주름관으로 성형할 때 하강되는 상 금형마감판과 다수 개의 금형판들이 하 금형마감판에 고정된 가이드바를 따라 직선으로 양호하게 슬라이딩 될 수 있는 것이므로 성형 작업시 금형판들의 중심이 크게 틀어지지 않도록 틀어짐을 방지해 주어 주름관의 진직도가 양호하게 개선되는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 금형장치 구성 중 일측 가이드바가 분리된 상태의 사시
도 2 는 본 발명의 금형마감판과 금형판이 조립되어 벌어진 상태의 정면도
도 3a 는 본 발명의 금형마감판과 금형판이 슬라이딩 하강된 상태의 사시도
도 3b 는 본 발명의 금형장치로 주름관이 성형된 상태를 보인 횡단면도
도 4 는 본 발명의 금형마감판에 가이드바가 설치된 상태를 보인 본 평면도
도 5 는 본 발명에 의해 만들어진 주름관의 반 단면 사시도
본 발명에 관한 이하의 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 명시된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현 할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시 예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
이하에서는 본 발명의 특징을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 기술구성 및 효과를 일 실시예로 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명의 금형장치 중 일측 가이드바가 분리된 상태의 사시도이고, 도 2 는 본 발명의 금형마감판과 금형판이 조립되어 벌어진 상태의 정면도, 도 3a 는 본 발명의 금형마감판과 금형판이 슬라이딩 하강된 상태의 사시도. 도 3b 는 본 발명의 금형장치로 주름관이 성형된 상태를 보인 횡단면도이다.
이에 도시된 본 발명의 스틸 주름관 제조용 금형장치는 상,하 금형마감판(200a)(200b), 다수 개의 금형판(M-1, M-2,…… M-n), 덮개판(230a)(230b), 오-링(240), 간격유지부재(250), 가이드바(260)로 구성된 것을 특징으로 한다.
도 1 및 도 3b 에서와 같이 상기 상,하 금형마감판(200a)(200b)은 주름관(100)으로의 성형을 위해 일정 길이로 절단된 소재인 스틸 관이 삽입된 후 상,하단(110a)(110b)이 놓이도록 중앙에 관지지홀이 구비된 판형으로 형성되어 아래에서 설명되는 금형판(M-1, M-2,…… M-n)들의 상표면과 하표면에 구비된다.
상기 스틸 관의 상,하단(110a)(110b)은 주름관(100)으로 성형될 때 변화가 없는 부분이므로 도 5 와 같이 성형 완료된 주름관(100)의 상,하단(110a)(110b) 이기도 하다.
상기 다수 개의 금형판(M-1, M-2,…… M-n)은 상,하 금형마감판(200a)(200b) 사이에 연속 적층되는 판형으로 형성되며, 도 3b 에서와 같이 관지지홀과 동일한 구경으로 구비된 관삽입홀의 테두리면이 돌기부(210) 및 홈부(211)의 단턱진 형태로 형성되어 있다.
상기 덮개판(230a)(230b)은 일측면에 돌출되어 구비된 관지지부(231)가 주름관(100) 성형을 위한 소재인 스틸 관의 상,하단(110a)(110b) 내면에 대향으로 삽입되어 상,하단(110a)(110b)을 지지하도록 상,하 금형마감판(200a)(200b)의 외표면에 각각 놓여 장착된다.
상기 오-링(240)은 스틸 관의 상,하단(110a)(110b) 내면에 밀착되도록 덮개판(230a)(230b)의 관지지부(231) 외주면에 장착되어 스틸 관 내부의 밀폐력을 유지시켜 준다.
상기 간격유지부재(250)는 상,하 금형마감판(200a)(200b) 및 금형판(M-1, M-2,…… M-n)들이 일정 간격으로 벌어진 상태를 유지시켜 준다.
여기서 상기 상,하 금형마감판(200a)(200b) 및 각 금형판(M-1, M-2,…… M-n)의 외주면에는 등간격으로 볼트(220)가 체결되는 볼트홀(201)이 상,하 일직선으로 구비되어 있다.
그리고 상,하 금형마감판(200a)(200b) 및 금형판(M-1, M-2,…… M-n)의 외주면에는 볼트홀(201)에 체결된 볼트(220)의 머리(221)가 걸려 수직 이동되도록 가이드홀(261)이 상,하로 길게 형성된 가이드바(260)가 등간격의 볼트홀(201)을 따라 등간격의 연결수단으로 구비된다.
도면 중 미설명 부호 (270a)(270b)는 프레스압을 가할 때 덮개판(230a)(230b)을 보호하기 위해 덮개판(230a)(230b)의 외표면에 장착되는 상,하 보호판이고, (280b)는 스틸 관을 주름관으로 성형할 때 필요한 유체를 스틸 관 내부로 공급하기 위해 하 보호판(270b)에 구비하는 유체 주입호스이며, (280a)는 스틸 관 내부에 채워졌던 유체를 스틸 주름관(100) 성형 작업 후 외부로 빼출시켜 제거하기 위해 상 보호판(270a)에 구비하는 유체 제거호스이다.
여기서 상기 유체 주입호스(280b)를 통해 공급되는 유체는 물을 사용하는 것이 바람직하지만 물 이외의 다른 유체를 사용할 수도 있다.
이와 같이 형성된 본 발명은 금형판(M-1, M-2,…… M-n)의 상부와 하부에 상 금형마감판(200a) 및 하 금형마감판(200b)을 적층시킨 상태로 외주면에 등간격으로 구비된 볼트홀(201) 부위에 가이드바(260)를 대고 가이드홀(261)을 통해 머리(221)가 걸리도록 볼트(220)를 각각 체결하여 사방의 가이드바(260) 사이에 상,하 금형마감판(200a)(200b) 및 금형판(M-1, M-2,…… M-n)이 모두 놓이게 한다.
그 후 간격유지부재(250)를 각각의 사이에 끼워넣어서 상 금형마감판(200a)과 다수 개의 금형판(M-1, M-2,…… M-n) 및 하 금형마감판(200b)의 각 사이가 일정 간격으로 이격된 상태를 유지하도록 한다.
그런 다음 주름관(100) 성형용의 스틸 관을 상 금형마감판(200a)이나 하 금형마감판(200b)의 관지지홀 내부에 삽입시키면 일정 길이로 재단된 가공 소재인 스틸 관의 상,하단(110a)(110b)은 상,하 금형마감판(200a)(200b)의 관지지홀 내면 부위에 위치된다.
여기서 상기 스틸 관은 상,하 금형마감판(200a)(200b) 및 금형판(M-1, M-2,…… M-n)을 모두 일정 간격 이격시킨 상태로 삽입하여도 되고, 또는 간격을 벌리지 않은 상태에서 스틸 관을 먼저 삽입하고 난 후 간격유지부재(250)를 이용하여 상,하 금형마감판(200a)(200b) 및 금형판(M-1, M-2,…… M-n) 간의 간격을 벌려도 무방하다.
그 후 상기 덮개판(230a)(230b)을 일측면에 돌출되어 구비된 관지지부(231)가 스틸 관의 상,하단(110a)(110b) 내면에 대향으로 놓이도록 상,하 금형마감판(200a)(200b)의 관지지홀에 삽입시키면 덮개판(230a)(230b)의 관지지부(231)가 상,하단(110a)(110b)을 지지해 주며, 관지지부(231) 외주면에 장착된 오-링(240)은 스틸 관의 상,하단(110a)(110b) 내면에 밀착된다.
그리고 상,하 보호판(270a)(270b)을 덮개판(230a)(230b)의 외표면에 장착한 상태로 프레스기의 다이받침대 위에 올려 놓으면 하 보호판(270b) + 덮개판(230a)(230b) + 하 금형마감판(200b)은 간격없이 적층된 상태 그대로 다이받침대 위에 놓이게 된다.
이러한 상태에서 유체 제거호스(280a)의 밸브를 닫고, 유체 주입호스(280b)를 통해 유체를 스틸 관 내부로 주입하면 상,하 단부가 덮개판(230a)(230b)의 관지지부(231)에 구비된 오-링(240)에 의해 밀폐되어 있으므로 스틸 관 내부로 주입된 유체는 외부로 빠져나가지 못하고 가득 찬 상태가 된다.
그 후 유체 주입호스(280b)의 밸브를 닫고 프레스압을 상 보호판(270a)과 밀착된 덮개판(230a)(230b)을 통해 상 금형마감판(200a)에 가하면서 간격을 유지시키고 있는 간격유지부재(250)를 빼내면 상 금형마감판(200a)과 다수 개의 금형판(M-1, M-2,…… M-n)들 간격이 좁혀지면서 내부에 채워져 있던 유체가 강한 압력으로 압축된다.
이때 상기와 같이 관지지홀 내면 부위에 위치되는 상,하단(110a)(110b)을 제외한 스틸 관의 부위는 금형판(M-1, M-2,…… M-n)의 관삽입홀 테두리면을 이루는 단턱진 돌기부(210)와 홈부(211) 중 홈부(211)는 오목하게 들어가 있는 부분이므로 돌기부(210)에 의해서만 지지되고 있는 상태에서 상기 유체의 압력을 받게 된다.
상기와 같이 스틸 관 내부에서 압축 팽창되는 유체의 압력이 작용하면 돌기부(210)와 접촉된 스틸 관의 부위는 그대로 있는 상태에서 사이 사이의 부위들이 모두 홈부(211) 쪽으로 밀려 들어가게 된다.
이에 의해 상기 홈부(211) 쪽으로 밀려 들어간 부위는 도 5 에서와 같이 완성된 주름관(100)의 돌부(101)를 이루게 되고, 돌기부(210)와 접촉된 부위는 주름관(100)의 오목부(102)를 이루게 되는 것이다.
상기와 같이 주름관(100) 성형을 위해 상 금형마감판(200a)과 다수 개의 금형판(M-1, M-2,…… M-n)에 프레스압을 가할 때 본 발명의 상 금형마감판(200a) 및 금형판(M-1, M-2,…… M-n)은 외주면 사방에 등간격으로 체결된 볼트(220)의 머리(221)가 하 금형마감판(200b)에 결합된 가이드바(260)의 가이드홀(261)을 따라 슬라이딩 하강되는 것이므로 금형판의 틀어짐을 방지하여 진직도를 개선시켜 준다.
이때 특히 상,하 금형마감판(200a)(200b) 및 금형판(M-1, M-2,…… M-n)은 도 1 및 도 4 와 같이 외주면의 등간격 부위에 홈 형태의 바지지부(212)가 형성되어 있고, 상기 가이드바(260)는 바지지부(212)에 끼워진 상태에서 볼트(220)로 체결된 것이다.
그러므로 하 금형마감판(200b)에 볼트로 체결된 가이드바(260)를 따라 상 금형마감판(200a) 및 각 금형판(M-1, M-2,…… M-n)들이 슬라이딩될 때 좌,우로 중심이 크게 틀어지지 않고 원활하게 수직의 직선 하강이 가능하여 성형 작업시 주름관(100)의 진직도가 매우 개선될 수 있는 것이다.
이러한 본 발명에서 상,하 금형마감판(200a)(200b) 및 금형판(M-1, M-2,…… M-n)은 몸체를 2등분 또는 그 이상으로 등분시키되 각 등분된 몸체 양단에 체결수단(214)으로 결합되는 체결부(213)를 구비하여 2등분 또는 그 이상으로 등분되어 조립되는 판형의 금형마감판 및 금형판으로 구성할 수 있다.
여기서 상기 2등분 또는 그 이상으로 등분되는 몸체는 양단의 체결부(213) 외에 상기 바지지부(212)가 함께 구비되어야 하며, 상기 등분된 몸체는 양단의 체결부(213)에 의해 하나의 판체를 이루는 상,하 금형마감판(200a)(200b)이나 다수 개의 금형판으로 조립하면 된다.
그리고 도 1 내지 도 4의 도면에서는 바지지부(212)를 사방 4곳에 4등분의 등간격으로 설치한 것으로 도시하였으나, 상기 바지지부(212)는 성형하고자 하는 스틸 주름관의 크기에 따라 3등분, 5등분, 6등분의 등간격 또는 그 외의 등간격으로 구비할 수 있다.
100 : 주름관 101 : 돌부
102 : 오목부 110a,110b: 상,하단
200a,200b: 상,하 금형마감판 201 : 볼트홀
M-1,M-2,…… M-n: 금형판 210 : 돌기부
211 : 홈부 212 : 바지지부
213 : 체결부 220 : 볼트
230a,230b: 덮개판 231 : 관지지부
240 : 오-링 250 : 간격유지부재
260 : 가이드바 261 : 가이드홀
270a,270b: 상,하 보호판 280a: 유체 제거호스
280b: 유체 주입호스

Claims (3)

  1. 주름관(100)용 소재로 삽입되는 스틸 관의 상,하단(110a)(110b)이 놓이도록 관지지홀이 중앙에 구비된 상,하 금형마감판(200a)(200b);
    상,하 금형마감판(200a)(200b) 사이에 연속 적층되며, 관지지홀과 동일한 구경의 관삽입홀 테두리면이 돌기부(210) 및 홈부(211)의 단턱진 형태로 형성된 다수 개의 금형판(M-1, M-2,…… M-n);
    일측면에 돌출된 관지지부(231)가 스틸 관의 상,하단(110a)(110b) 내면에 대향으로 삽입되어 상,하단(110a)(110b)을 지지하도록 상,하 금형마감판(200a)(200b)의 외표면에 놓이는 덮개판(230a)(230b);
    덮개판(230a)(230b)의 관지지부(231)에 장착되며, 스틸 관의 상,하단 내면에 밀착되어 스틸 관 내부의 밀폐력을 유지시키는 오-링(240);
    상기 상,하 금형마감판(200a)(200b) 및 금형판(M-1, M-2,…… M-n)들이 일정 간격으로 벌어진 상태를 유지시켜 주는 간격유지부재(250);로 이루어지며,
    상,하 금형마감판(200a)(200b) 및 각 금형판(M-1, M-2,…… M-n)의 외주면에는 등간격으로 볼트(220)가 체결되는 볼트홀(201)을 상,하 일직선으로 구비하고,
    상기 볼트홀(201)에 체결된 볼트(220)의 머리(221)가 걸려 수직 이동되도록 가이드홀(261)이 상,하로 길게 형성된 가이드바(260)를 등간격으로 구비하여
    스틸 관 내부로 주입되는 유체 압력을 이용하여 주름관(100)으로 가공 작업시 금형판의 중심이 틀어짐을 방지하여 성형되는 주름관의 진직도가 개선되게 한 것을 특징으로 하는 스틸 주름관 제조용 금형장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상,하 금형마감판(200a)(200b) 및 금형판(M-1, M-2,…… M-n)은
    외주면의 등간격 부위에 가이드바(260)가 끼워져서 직선으로 슬라이딩되게 하는 바지지부(212)를 형성하여
    주름관(100) 가공 작업시 금형판의 중심이 틀어짐을 방지하여 성형되는 주름관의 진직도가 개선되게 한 것을 특징으로 하는 스틸 주름관 제조용 금형장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상,하 금형마감판(200a)(200b) 및 금형판(M-1, M-2,…… M-n)은
    몸체를 2등분 또는 그 이상으로 등분시키되 각 등분된 몸체 양단에 체결수단(214)으로 결합되는 체결부(213)를 구비하여
    등분된 몸체를 서로 조립하면 하나의 판체를 이루는 금형마감판 및 금형판을 이루도록 한 것을 특징으로 하는 스틸 주름관 제조용 금형장치.
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