KR102342254B1 - 개량형 플랜지 프리폼 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플랜지의 프리폼 형성을 위한 내부 캐비티를 갖는 성형 몰드, 성형 몰드를 지지 고정하는 베이스, 및 베이스 상부에 위치하며 성형 몰드 외측에 이로부터 이격되어 위치하는 환상의 벽체로 구성되어서 성형 몰드, 베이스 및 벽체 사이에 냉각수 저장공간을 갖는 플랜지의 프리폼 제조장치를 제공한다. 성형 몰드는 베이스에 지지 고정되는 고정 몰드부와, 고정 몰드부와 분리되어 이동할 수 있는 이동 몰드부로 구성된다. 베이스는 고정 몰드부를 지지 고정하는 상부 베이스부와, 상부 베이스부 하부에 부착되며 내부공간을 갖는 하부 베이스부로 구성되되 상부 베이스부는 상부 베이스부를 수직으로 관통하는 핀구멍을 가지며, 상부 베이스부와 고정 몰드부 사이에 상기 냉각수 저장공간으로부터 연장되는 냉각수의 제1 유동통로가 형성되며, 하부 베이스부의 내부공간에는 이동 몰드부를 상측으로 가압하여 일정 길이만큼 이동시킴으로써 몰드 캐비티에서 성형된 프리폼을 몰드 캐비티로부터 인출하기 쉽도록 상측으로 이동시킬 수 있는 이동 몰드부 가압장치가 위치된다.

Description

개량형 플랜지 프리폼 제조장치{Improved apparatus for making the preform of a flange}

본 발명은 플랜지의 프리폼 제조장치에 관한 것으로, 특히 플랜지의 프리폼 성형 몰드로 성형된 프리폼을 성형 몰드로부터 용이하게 인출할 수 있으며 동시에 플랜지 프리폼의 성형몰드를 작업중에도 냉각할 수 있도록 개량된 플랜지의 프리폼 제조장치에 관한 것이다.

유체의 신속하고 연속적인 수송은 관을 통해 수행된다. 이러한 수송을 위해 일정 직경과 길이의 관을 연결하여 유체의 유동통로를 만들며, 관과 관의 연결을 위해 통상적으로 플랜지(flange)가 사용된다. 현재 통상적으로 사용되는 플랜지는 플랜지 내부에 관을 완전히 끼워 넣고 용접을 하여 연결하도록 된 완전 삽입 용접식 플랜지(slip on welding flange), 플랜지 내부에 관을 일부만 끼워넣고 용접을 하여 연결하도록 된 일부 삽입 용접식 플랜지(socket welding flange), 플랜지 내부와 관의 외부에 나삿니를 만들어 연결하도록 된 나삿니 연결식 플랜지(threaded flange), 및 플랜지와 관을 맞대기 용접에 의해 연결할 수 있도록 된 맞대기 용접식 플랜지(weld neck flange or high hub flange)가 있다.

맞대기 용접식 플랜지는 높은 온도, 압력 또는 응력이 요구되는 가혹한 환경에서 사용된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 맞대기 용접식 플랜지(1)는 연결할 관과 동일한 내경의 보어(bore)(7)를 중앙에 갖는 넥(neck)(5)과 플랜지부(blade)(3)로 구성되며, 플랜지부(3)에는 다른 플랜지(1)와의 볼트방식 체결을 위한 볼트 구멍(9)이 형성된다. 맞대기 용접식 플랜지는 넥을 형성하는 별도의 과정이 필요하기 때문에 상대적으로 제조원가가 높다.

일반적으로 대형 넥을 갖는 맞대기 용접식 플랜지(이하 플랜지라 함)는 일단 최종 치수(보어 직경, 넥 높이, 플랜지부 치수 등)보다 작은 치수를 갖는 플랜지 프리폼(preform)을 열간 성형방법으로 제조한 후, 이를 플랜지부 성형 롤(main roll)을 구비한 환상압연장치(ring rolling mill)에서의 열간압연공정, 및 기계가공공정을 통해 최종 치수를 갖는 플랜지를 제조한다.

등록특허 제1061574호, 894034호 및 1335651호는 플랜지 프리폼 제조장치를 개시하고 있으나, 이들 장치는 프리폼 형성을 위한 내부 캐비티를 갖는 성형 몰드에서 프레스 성형된 프리폼이 몰드의 캐비티 내에 압착되어 있기 때문에 압착된 프리폼을 몰드로부터 인출하는 것이 매우 곤란하다는 문제점이 있다. 또한, 플랜지용 소재(저합금 탄소강, 스테인리스 강, 비철금속 등)로 된 원기둥 형상의 모재를 소정의 온도(예를 들면, 강재의 경우 통상적으로 1200~1250℃)로 가열하여 판상의 형태로 만든 후 이를 재가열하여 전술한 바와 같이 성형 몰드에서 프레스 성형하므로, 성형 몰드 역시 가열되어 열화됨으로써 그 수명이 짧다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 플랜지의 프리폼 성형 몰드로 성형된 프리폼을 성형 몰드로부터 용이하게 인출할 수 있는 플랜지의 프리폼 제조장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 성형 몰드를 냉각하여 열화를 방지함으로써 몰드 수명을 향상시킬 수 있는 플랜지의 프리폼 제조장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 플랜지의 프리폼 형성을 위한 내부 캐비티를 갖는 성형 몰드, 성형 몰드를 지지 고정하는 베이스, 및 베이스 상부에 위치하며 성형 몰드 외측에 이로부터 이격되어 위치하는 환상의 벽체로 구성되어서 성형 몰드, 베이스 및 벽체 사이에 냉각수 저장공간을 갖는 플랜지의 프리폼 제조장치를 제공한다. 성형 몰드는 베이스에 지지 고정되는 고정 몰드부와, 고정 몰드부와 분리되어 이동할 수 있는 이동 몰드부로 구성된다. 베이스는 고정 몰드부를 지지 고정하는 상부 베이스부와, 상부 베이스부 하부에 부착되며 내부공간을 갖는 하부 베이스부로 구성되되 상부 베이스부는 상부 베이스부를 수직으로 관통하는 핀구멍을 가지며, 상부 베이스부와 고정 몰드부 사이에 상기 냉각수 저장공간으로부터 연장되는 냉각수의 제1 유동통로가 형성되며, 하부 베이스부의 내부공간에는 이동 몰드부를 상측으로 가압하여 일정 길이만큼 이동시킴으로써 몰드 캐비티에서 성형된 프리폼을 몰드 캐비티로부터 인출하기 쉽도록 상측으로 이동시킬 수 있는 이동 몰드부 가압장치가 위치된다.

본 발명에 따르면, 프리폼 제조공정 동안 성형 몰드를 냉각수로 냉각시킬 수 있다. 또한, 가압장치가 프리폼을 몰드에서 성형한 후 이동 몰드부 및 이에 의해 지지되는 프리폼을 를 상측으로 이동시킴으로써 프리폼의 상측 일부가 몰드 상단으로부터 돌출한다. 따라서, 프리폼 픽업(pick-up)장치가 돌출된 프리폼 부분을 파지하기 쉬우므로 프리폼을 성형 몰드로부터 꺼내어 다음 공정으로 용이하게 이동시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 가압장치는 스프링, 스프링을 내장하는 스프링 케이스, 및 일측은 상기 상부 베이스부의 핀구멍을 통해 연장되어 이동 몰드부와 접하며 다른 일측은 스프링에 탄성지지되는 핀으로 구성되어서 핀이 이동 몰드부를 상측으로 탄성가압한다. 이때, 고정 몰드부와 이동 몰드부가 정합된 상태에 있을 때 핀이 스프링을 가압하는 위치에 있는 것이 바람직하며, 또한 상기 핀은 상부 베이스의 핀구멍과 정렬된 위치에 있으나 스프링 케이스는 핀구멍과 비정렬된 위치에 있는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 핀의 스프링에 탄성지지되는 측이 축회전 링크를 통해 스프링에 탄성지지됨으로써 스프링 케이스가 핀구멍과 비정렬된 위치에 있게 된다.

스프링 케이스가 핀구멍과 비정렬된 위치에 있으므로, 핀구멍으로부터 냉각수가 유출되어도 유출된 냉각수가 자연낙하하여 스프링 케이스로 유입되지 않으므로 가압장치가 원활하게 작동하는 환경이 보장된다.

본 발명에 의하면, 상기 이동 몰드부는 몰드 캐비티의 하단부의 일부를 형성하는 헤드부와 이 헤드부로부터 고정 몰드부 하단부까지 연장되는 원기둥 형상의 연장부로 구성되며, 상기 고정 몰드부에는 이동 몰드부가 삽입되는 원기둥 형상의 중앙공이 형성되되 이 중앙공에는 이동 몰드부의 헤드부가 지지되는 지지턱이 형성되며, 이동 몰드부의 연장부 직경이 고정 몰드부의 중앙공의 직경보다 작아서 이 중앙공에 상기 냉각수의 제1 유동통로와 연결되는 냉각수의 제2 유동통로가 형성된다. 따라서 냉각수 저장공간으로 유입된 냉각수는 제1 유동통로를 통해 제 2유동통로까지 공급됨으로써 몰드를 냉각시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 벽체는 고정 몰드부 외측면에 형성되는 고정홈으로 삽입되며 벽체 상면에 볼트로 고정되는 고정편에 의해 고정 몰드부와 분리가능하게 결합한다.

본 발명에 따르면, 플랜지 프리폼 제조장치를 구성하는 성형 몰드로부터 프레스 성형된 프리폼을 몰드로부터 용이하게 인출할 수 있으며, 따라서 이러한 인출작업에 소요되는 시간이 현저하게 감소함으로써 전체적인 생산성이 증가한다. 또한, 프리폼 제조공정 동안 성형 몰드를 냉각수로 냉각시킬 수 있으므로 몰드의 열화가 방지되어 몰드의 수명이 증가한다. 또한, 핀구멍으로부터 냉각수가 유출되어도 유출된 냉각수가 자연낙하하여 스프링 케이스로 유입되지 않으므로 가압장치가 원활하게 작동하는 환경이 보장된다.

도 1은 맞대기 용접식 플랜지의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 플랜지 프리폼 제조장치의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 장치의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명에 사용되는 성형 몰드의 정합상태의 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 베이스의 분해 사시도이다.
도 6은 성형몰드의 비정합상태에서의 도 2에 도시된 장치의 A-A 방향 단면도이다.
도 7은 성형몰드의 정합상태에서의 도 6에 상응하는 단면도이다.
도 8은 도 5에 도시된 핀의 분해 사시도이다.
도 9(a)~(d)는 본 발명에 따른 제조장치를 사용하여 프리폼을 제조하는 공정도이다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 플랜지 프리폼 제조장치의 사시도이고 도 3은 도 2에 도시된 장치의 분해사시도이며, 도 6은 도 2에 도시된 제조장치의 단면도이다..

도시된 바와 같이, 플랜지 프리폼 제조장치(10)는 성형 몰드(12), 이 성형 몰드를 지지 고정하는 베이스(18), 및 이 베이스 상부에 위치하는 벽체(90)로 구성되며, 이하에 이들 각각에 대하여 상세히 설명한다.

성형 몰드(12)는 플랜지 프리폼의 열간 성형을 위한 것으로, S45C 또는 SCM440과 같은 탄소강으로 만들어진다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 사용되는 몰드(12)는 베이스(18) 상단에 지지 고정되는 고정 몰드부(20)와, 이 고정 몰드부로부터 분리되어 이동할 수 있는 이동 몰드부(30)로 구성된다. 고정 몰드부(20)와 이동 몰드부(30)가 정합된 상태에 있을 때의 사시도를 보여주는 도 4를 참조하면, 몰드(12) 내부에는 플랜지 프리폼의 외형에 상당하는 캐비티가 형성되며, 몰드 내부의 하단면(13)에는 볼록한 중앙돌기(14)가 형성된다. 다시 도 3을 참조하면, 고정 몰드부(20)는 그 중앙부에 이동 몰드부(30)가 삽입되는 원기둥 형상의 중앙공(15)을 가지며, 이 중앙공(15)에는 하단면(13)으로부터 하측으로 일정 길이만큼 연장되는 위치에 지지턱(22)을 갖는다. 한편, 고정몰드부(20)의 외측에는 고정홈(24)이 형성된다. 이동 몰드부(30)는 고정 몰드부의 지지턱(22)에 지지되되 몰드 내부의 하단면(13)의 일부를 형성하며 중앙돌기(14)를 갖는 헤드부(32)와, 이 헤드부로부터 고정 몰드부 하단부(26)까지 연장되는 원기둥 형상의 연장부(34)로 구성된다. 이 연장부(34)의 직경은 고정 몰드부의 중앙공(15)의 직경보다 작아서 고정 몰드부(20)의 중앙공(15)에 공간이 형성되며 이 공간은 후술될 냉각수의 제2 유동통로(99)(도 6 참조) 역할을 한다.

베이스(18) 상부에 위치하는 벽체(90)는 몰드(12) 외측에 이로부터 일정거리를 유지하도록 이격되어 위치하는 환상의 부재(예를 들면, SS400 탄소강)로서 전술한 몰드(12)와 분리 가능하게 결합하는 것이 바람직하다. 도시된 실시예는, 벽체(90)가 고정 몰드부(20)의 고정 홈(24)으로 삽입되는 고정편(92)의 홈(93)과, 벽체의 홈(94)으로 삽입되는 나사(96)에 의해 몰드(12)와 분리가능하게 결합한다. 벽체(90)의 하부에는 후술될 베이스(18)의 결합턱(46)과 밀착하여 맞물리는 결합턱(91)을 갖는다(도 6 참조). 베이스(18)와 벽체(90)의 맞닿는 부분은 공차를 최소화하는 정밀가공을 함으로써 이들 부분을 통한 누수를 방지하는 것이 바람직하며, 나아가서 필요한 경우에는 적당한 방수제를 도포하거나 실리콘 방수처리를 한다. 몰드(12)와 벽체(90)의 이격에 의해 몰드(12), 더 구체적으로는 고정 몰드부(20)의 외측면, 베이스(18) 상단부, 및 벽체(90) 내측면 사이에는 상부로 개방되는 공간(97)이 형성되며(도6 참조), 이 공간은 냉각수를 저장하는 역할을 한다.

도 6 및, 본 발명에 사용되는 베이스의 분해 사시도를 보여주는 도 5를 참조하면, 베이스(18)는 상부 베이스부(40)와 이 상부 베이스부의 하부에 부착되는 하부 베이스부(50)로 구성되며, 이하에 이들 각각에 대하여 설명한다.

상부 베이스부(40)는 전술한 바와 같은 몰드(12)가 안착하여 지지되는 내부 공간, 즉 몰드 안착부(41)를 가지며, 상단부에는 전술한 벽체(90)의 결합턱(91)과 밀착하여 맞물리는 결합턱(46)이 형성된다. 고정 몰드부(20)의 하단부(26)(도 3 참조)와 상부 베이스부(40)의 몰드 안착부(41)의 바닥면 사이에는 일측은 냉각수 저장공간(97)과 연결되고 다른 일측은 냉각수의 제2 유동통로(99)와 연결되는 제1 유동통로(42)(도 6 참조)가 형성된다. 도시된 실시예의 경우, 제1 유동통로(42)는 상부 베이스부(40)의 몰드 안착부(41)의 바닥면, 및 이와 접하는 고정 몰드부(20)의 하단부(26)의 기계가공시 정밀가공을 배제하여 거칠게 함으로써 물이 몰드 안착부(41)의 바닥면 및 이와 접하는 고정 몰드부(20)의 하단부(26) 사이에 형성되는 공극을 통해 자연스럽게 유동하도록 하였다. 다른 실시예로 상부 베이스부의 몰드 안착부(41)의 바닥면 및/또는 이와 접하는 고정 몰드부(20)의 하단부(26)에 제2 유동통로(99)를 향해 가늘고 긴 형태의 복수의 유동통로가 방사상으로 수렴하도록 형성되어도 무방하다. 또한, 상부 베이스부(40)에는 몰드 안착부(41)의 내측면에 복수의 배수구(43)와, 실리콘과 같은 적당한 재질로 만들어지며 배수구(43)를 개폐하는 역할을 하는 마개(44)가 위치한다. 배수구(43)는 필요에 따라 몰드 안착부(41)에 수용된 냉각수를 배출하는 역할을 한다. 한편, 상부 베이스부(40)에는 후술될 이동 몰드부 가압장치(60)의 핀(70)의 일측이 삽입되는 제1 핀구멍(45)이 형성된다. 제1 핀구멍(45)에는 오링-홈(49)(도 6 참조)이 형성된다. 상부 베이스부(40)와 후술될 하부 베이스부(50)는 상부 베이스부(40)를 관통하여 형성되는 볼트 구멍(48)을 관통하여 하부 베이스부(50)의 볼트 삽입구멍(58)으로 삽입되는 볼트(47)로 분리가능하게 결합한다. 도시된 실시예는 편의상 하나의 볼트(47)만이 사용되는 것으로 도시하였으나, 복수의 볼트(47)가 사용되는 것이 바람직하다.

하부 베이스부(50)는 중공형으로 상측으로 개방되는 개구(52)를 가지며, 내부 중공부에는 성형 몰드(12)의 이동 몰드부(30)를 상측으로 가압하여 일정 길이만큼 이동시키는 이동 몰드부 가압장치(60)가 위치되고, 하부 베이스부(50) 일측에는 이동 몰드부 가압장치(60)를 구성하는 스프링 케이스(61)가 위치되어 고정되는 스프링 케이스 고정실(51)이 위치된다. 이들에 대해서는 후술될 것이다. 한편, 볼트 삽입구멍(58)에는 볼트(46)의 나삿니에 상응하는 나삿니가 형성된다.

도 5 및 6을 참조하면, 이동몰드부 가압장치(60)는 하부로 개방되는 중공부를 갖는 스프링 케이스(61), 스프링 케이스의 중공부에 위치되는 스프링(65), 및 스프링(65)에 의해 왕복운동하는 핀(70)으로 구성되며, 이하에 이들 각각에 대해 설명한다.

스프링 케이스(61)는 그 상단부에 전술한 하부 베이스부(50)의 스프링 케이스 고정실(51)의 관통공(54)과 정렬되게 형성되는 고정볼트 공(63)을 가지며, 이들을 관통하는 고정볼트(64)에 의해 스프링 케이스 고정실(51)의 상단부에 고정된다. 본 발명에 사용되는 스프링(65)은 접시 스프링(disc spring)이다. 접시 스프링은 단위 체적당 축적 에너지가 코일스프링에 비해 매우 높기 때문에 작은 공간에서 짧은 스트로크로 큰 부하능력을 갖는다. 도시된 바와 같이, 원하는 부하능력에 맞는 개수의 접시 스프링(65)이 서로 마주보도록 포개어져 사용되며, 도시된 실시예에는 미도시 되었으나 관련 기술자라면 필요에 따라서 접시 스프링(65)의 상단부를 지지하는 지지대가 사용될 수 있음을 알 것이다. 스프링 케이스(61)는 커버(66)에 의해 밀폐된다. 커버(66)는 중앙 개구(68)를 갖는 원판상으로, 커버에 형성되는 볼트공(67) 및 스프링 케이스(61)의 하단부 벽체에 형성되는 볼트공으로 삽입되는 고정볼트(69)(도 5에는 편의상 하나만 도시)에 의해 스프링 케이스(61) 하단부에 부착된다. 커버(65)의 중앙 개구(68)로는 스프링 가압판(81) 및 이로부터 연장되는 연장부(82)로 구성되는 스프링 가압부(80)의 연장부(82)가 삽입되어 하부로 연장된다. 핀(70)은 스토퍼(72)를 기준으로 일측은 상부 베이스부의 핀구멍(45)을 통해 연장되어 이동 몰드부(30)와 접하며 다른 일측은 축회전 링크(90)를 통해 스프링 케이스(61)의 스프링(65)에 의해 탄성지지된다. 축회전 링크(90)는 중간에 위치되는 회전축(91)이 하부베이스(50)의 상부로부터 연장되는 지지벽(56)에 고정되는 선형 부재로서, 축회전 링크(90)의 일측은 전술한 핀(70)의 하단부와 접하며 다른 일측은 하부베이스(50)의 개구(57)를 지나 연장되어 스프링 가압부(80)의 연장부(82)의 하단부와 접한다. 도시된 실시예는 축회전 링크(90)의 일측과 핀(70)의 하단부, 그리고 축회전 링크(90)의 다른 일측과 스프링 가압부(80)의 연장부(82)의 하단부가 단순하게 접하고 있으나, 이들이 나사 등에 의해 고정되어도 무방하다. 이렇게 핀(70)이 축회전 링크(90)를 통해 스프링(65)에 의해 탄성지지됨으로써 핀(70)은 상부 베이스의 핀구멍(45)과 정렬된 위치에 있으나 스프링 케이스(61)는 핀구멍(45)과 비정렬된 위치에 있게 된다. 이러한 위치를 갖는 경우, 핀구멍(45)을 통해 냉각수의 누출이 발생하여도 누출된 냉각수가 스프링 케이스(61)로 유입되는 상황이 발생하지 않게 된다.

도 6은 스프링(65)이 비압축 상태에 있으며 핀(70)은 이동 몰드부(30)를 상부로 밀어올린 상태를 보여준다. 이동 몰드부(30)를 화살표(B) 방향으로 가압하면고정 몰드부(20)와 이동 몰드부(30)는 정합된 상태로 되며, 도 7에 도시된 바와 같이, 핀(70)은 축회전 링크(90)의 일측을 가압하여 축회전 링크(90)를 반시계방향으로 축회전시킨다. 이는 축회전 링크(90)의 다른 일측이 스프링 가압부(80)를 상부로 가압하여 스프링(65)을 탄성압축시킨다. 전술한 바와 같은 화살표(B) 방향의 가압이 제거되면 역순에 의해 스프링(65)은 비압축 상태로 복귀하면서, 도 6에 도시된 바와 같이, 이동 몰드부(30)를 상부로 일정 길이(도시된 실시예의 경우, 약 2cm) 만큼 밀어올리면서 고정 몰드부(20)와 이동 몰드부(30)는 비정합된 상태로 된다.

핀의 분해사시도를 보여주는 도 8을 참조하면, 핀(70)은 스토퍼(72)를 포함하는 본체(71)와 선단부(75)로 구성된다. 핀의 선단부(75)에는 볼트 구멍(76)이 형성되고 핀의 본체(71)에는 이에 상응하는 볼트 결합부(74)가 형성되어서 선단부(75)와 본체(71)는 볼트(77)에 의해 분리가능하게 결합한다. 따라서 프리폼을 열간성형하는 몰드(12)의 이동몰드부(30)와의 접촉으로 선단부(75)가 마모되면 선단부만을 교체할 수 있으므로 매우 경제적이다. 한편, 도 6 및 7을 참조하면, 오-링(79)이 상부 베이스(40)에 형성되는 오-링 홈(49)에 위치되어서, 핀(70)의 왕복운동 중에도 냉각수가 상부 베이스부의 핀구멍(45)을 통해 하부로 유출되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

이하에서는 본 발명에 따른 제조장치를 사용하여 프리폼을 제조하는 공정도를 보여주는 도 9의 (a)~(d)을 참조하여 본 발명의 제조장치(10)의 작동을 설명한다.

도 9(a)에 도시된 바와 같이, 모재(110)는 통상적으로 1200~1250℃로 가열된 상태에서 종래와 마찬가지로 프레스 다이(100)에 위치되어 프레스(102)로 가압한다. 가압된 모재는, 도 9(b)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플랜지 프리폼 제조장치(10)의 성형 몰드(12)에 위치되어 프레스(102)로 가압한다. 프레스 다이(100)와 제조장치(10)는 프레스(102) 하부에 설치되는 턴테이블(미도시)에 위치함으로써 하나의 프레스(102)로 작업이 가능하다. 부분확대도에 도시된 바와 같이, 상부로 개방되는 공간(97)으로 주입된 냉각수(오른쪽 부분확대도 참조)는 이 공간(97)과 제2 유동통로(99)를 연결하는 제1 유동통로(42)를 통해 제2 유동통로(99)로 유동하여 적절한 높이, 바람직하게는 고정몰드부(20)의 지지턱(22) 이하의 높이(왼쪽 부분확대도 참조)로 유지된다. 몰드(12)는 400~500℃로 유지될 때 열화하지 않으면서 최적강도를 유지하므로, 냉각수는 몰드(12)를 구성하는 고정몰드부(20)와 이동몰드부(30)를 열간 성형 중에 가능한 이 온도로 유지되도록 냉각시키는 역할을 함으로써 이들의 내구성을 향상시키는 역할을 한다. 프레스(102)로 가압될 때, 도 7에 도시된 바와 같이, 이동몰드부(30)는 고정몰드부(20)와 정합된 상태로 되며 스프링(65)은 축회전 링크(90)를 통해 핀(70)에 의해 압축된다. 도 9(b)의 마지막 단계에 도시된 바와 같이 몰드(12)에서의 1차 성형 작업 후 프레스(102)의 가압이 해제되면, 도 6에 도시된 바와 같이, 압축된 스프링(65)은 비압축 상태로 복귀하면서 핀(70)을 통해 이동몰드부(30) 및 성형된 모재를 상부로 밀어올린다. 몰드(12)에서의 1차 성형 작업이 종료하면, 도 9(c)에 도시된 바와 같이, 푸셔(pusher)(104)를 사용하여 1차 성형된 모재의 중앙부에 폐공부(121)를 갖는 중공부가 형성되도록 하는 2차 성형작업을 수행하여 프리폼(120)을 만든다. 푸셔(104) 역시 프레스(102)로 가압하나, 편의상 프레스(102)는 도시하지 않았다. 2차 성형 작업이 종료하면, 푸셔(104)를 치우고 프레스(102)로 다시 가압하여 프리폼(120)이 몰드(12)의 내부 캐비티와 정합하도록 하는 마무리 작업을 수행한다. 2차 성형 및 마무리 작업중에도 프리폼(120)이 프레스(102)로 가압될 때는, 전술한 바와 같이, 이동몰드부(30)와 고정몰드부(20)는 정합된 상태로 되고 스프링(65)은 핀(70)에 의해 압축되며, 프레스(102)의 가압이 해제되면, 압축된 스프링(65)은 비압축 상태로 복귀하면서 핀(70)을 통해 이동몰드부(30) 및 프리폼(120)을 상부로 밀어올린다. 도 9(b) 및 (c)에서는 편의상, 도 6 및 7에 도시된 바와 같은 스프링 케이스 위치부(51)는 생략하였다. 마무리 작업이 종료되어 프레스(102)의 가압이 해제되면 프리폼(120)이 상부로 밀어 올려져서 상단부 귀퉁이가 고정몰드부(20)로부터 노출되므로 당업계에 잘 알려진 프리폼 픽업장치(미도시)로 프리폼(120)을 용이하게 파지하여 다음 공정으로 이동하기가 용이하다. 종래의 장치는 하나의 단일 몰드를 사용하므로 마무리 작업 종료된 프리폼이 몰드(12) 내부에 압착된 채로 있게 된다. 따라서, 프리폼 픽업장치로 프리폼을 파지하기가 용이하지 않아서 다음 공정으로의 이동작업이 매우 불편하고 시간이 소요되었으며, 그 결과 생산성도 낮았다. 마무리 작업이 종료된 프리폼(120)은, 도 9(d)에 도시된 바와 같이, 프리폼 픽업장치를 사용하여 다시 프레스 다이(100)에 전도된 상태로 위치된 후, 폐공부(121)에 펀치(106)를 위치시키고 프레스(102)로 가압하여 폐공부(121)를 관통시키는 펀칭작업을 수행함으로써 최종적인 프리폼(120)이 얻어진다. 이렇게 얻어진 프리폼(120)은 종래와 마찬가지로 플랜지부 성형 롤을 구비한 환상압연장치에서의 열간압연공정, 및 기계가공공정을 통해 최종 치수를 갖는 플랜지로 만들어진다. 한편, 프리폼 픽업장치로 프리폼이 제거된 본 발명의 장치(10)는, 도 9(c)의 마지막 단계에 도시된 바와 같이, 먼저 몰드(12) 내로 냉각수(130)를 주입하여 몰드(12) 내부를 냉각시킨 후, 상부 베이스부(40)의 마개(44)(도 6 참조)를 제거하여 몰드 안착부(41)와 연결된 배수구(43)를 통해 냉각수를 배출한 후, 마지막으로 에어건(108)으로 몰드(12) 내부를 건조하여 다음 작업을 준비한다.

본 발명과 같이, 핀(70)은 상부 베이스의 핀구멍(45)과 정렬된 위치에 있으나 스프링 케이스(61)는 핀구멍(45)과 비정렬된 위치에 있는 경우, 상부 베이스(40)의 오-링(79)에 문제가 생겨 누수가 발생해도 이동몰드부 가압장치(60)는 정상작동하게 된다. 나아가서, 상부 베이스(40)의 오-링 홈(49) 및 오-링(79)이 없이 공간(97)으로 냉각수를 연속공급하면서 프리폼을 제조하는 작압도 가능하다.

이상에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 후술될 청구범위 내에서 다양한 변형이 가능함을 알 수 있을 것이다.

Claims (4)

1. 플랜지의 프리폼 제조장치가 플랜지의 프리폼 형성을 위한 내부 캐비티를 갖는 성형 몰드, 성형 몰드를 지지 고정하는 베이스, 및 베이스 상부에 위치하며 성형 몰드 외측에 이로부터 이격되어 위치하는 환상의 벽체로 구성되어서 성형 몰드, 베이스 및 벽체 사이에 냉각수 저장공간을 가지며,
   상기 성형 몰드는 베이스에 지지 고정되는 고정 몰드부와, 고정 몰드부와 분리되어 이동할 수 있는 이동 몰드부로 구성되며,
   상기 베이스는 고정 몰드부를 지지 고정하는 상부 베이스부와, 상부 베이스부 하부에 부착되며 내부공간을 갖는 하부 베이스부로 구성되되 상부 베이스부는 상부 베이스부를 수직으로 관통하는 핀구멍을 가지며, 상부 베이스부와 고정 몰드부 사이에 상기 냉각수 저장공간으로부터 연장되는 냉각수의 제1 유동통로가 형성되며, 하부 베이스부의 내부공간에는 이동 몰드부를 상측으로 가압하여 일정 길이만큼 이동시킴으로써 몰드 캐비티에서 성형된 프리폼을 몰드 캐비티로부터 인출하기 쉽도록 상측으로 이동시킬 수 있는 이동 몰드부 가압장치가 위치되며,
   상기 가압장치는 스프링, 스프링을 내장하는 스프링 케이스, 및 일측은 상기 상부 베이스부의 핀구멍을 통해 연장되어 이동 몰드부와 접하며 다른 일측은 스프링에 탄성지지되는 핀으로 구성되어서 핀이 이동 몰드부를 상측으로 탄성가압하되 상기 고정 몰드부와 이동 몰드부가 정합된 상태에 있을 때 핀이 스프링을 가압하는 위치에 있으며, 상기 핀은 상부 베이스의 핀구멍과 정렬된 위치에 있으나 스프링 케이스는 핀구멍과 비정렬된 위치에 있음을 특징으로 하는 플랜지의 프리폼 제조장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 이동 몰드부는 몰드 캐비티의 하단부의 일부를 형성하는 헤드부와 이 헤드부로부터 고정 몰드부 하단부까지 연장되는 원기둥 형상의 연장부로 구성되며, 상기 고정 몰드부에는 이동 몰드부가 삽입되는 원기둥 형상의 중앙공이 형성되되 이 중앙공에는 이동 몰드부의 헤드부가 지지되는 지지턱이 형성되며, 이동 몰드부의 연장부 직경이 고정 몰드부의 중앙공의 직경보다 작아서 이 중앙공에 상기 냉각수의 제1 유동통로와 연결되는 냉각수의 제2 유동통로가 형성됨을 특징으로 하는 플랜지의 프리폼 제조장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 핀의 스프링에 탄성지지되는 측이 축회전 링크를 통해 스프링에 탄성지지됨으로써 스프링 케이스가 상기 핀구멍과 비정렬된 위치에 있게 됨을 특징으로 하는 플랜지의 프리폼 제조장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 벽체는 고정 몰드부 외측면에 형성되는 고정홈으로 삽입되며 벽체 상면에 볼트로 고정되는 고정편에 의해 고정 몰드부와 분리가능하게 결합함을 특징으로 하는 플랜지 프리폼 제조장치.

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