KR20020086235A - 드로잉 장치용 인발 유닛 및 그 인발 유닛에 의한인발물의 인발 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인발 공구(10, 110)와 연동하고, 기계 프레임(5)의 가이드를 따라 왕복 이동되는 인발 슬라이드(3, 4; 103, 104, 123; 226; 537) 및 그 인발 슬라이드의 구동 수단을 구비하는 드로잉 장치용 인발 유닛에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 구동 수단은 개별적으로 제어되어 각각의 인발 슬라이드(3, 4; 103, 104, 124; 226; 537)의 이동을 별개로 진행시키는 전기 구동식 선형 모터 복합체(13)를 포함한다.

Description

드로잉 장치용 인발 유닛 및 그 인발 유닛에 의한 인발물의 인발 방법{DRAWING UNIT FOR DRAWING MACHINE AND METHOD FOR DRAWING DRAW MATERIAL BY THE SAME}

본 발명은 인발 공구와 연동하고, 기계 프레임의 가이드 내에서 왕복 이동되는 인발 슬라이드 및 그 인발 슬라이드의 구동 수단을 구비하여 인발물, 특히 긴 금속 물체를 인발하는 드로잉 장치용 인발 유닛 및 그 인발 방법에 관한 것이다.

드로잉 장치는 관, 스트립, 또는 로드와 같은 긴 금속 물체를 인발 공구에 의해 인발하는데 사용된다. 인발물의 길이가 기계의 치수를 수배만큼 초과할 수 있는 연속 작동식 드로잉 장치와 인발대와 같은 불연속 작동식 드로잉 장치간에는 차이가 있다.

연속 작동식 직선형 드로잉 장치의 예는 DE-OS 28 52 071로부터 공지되어 있다. 그 문헌은 기계 프레임에 있는 슬라이딩 트랙에서 인발 방향으로 평행하게 안내되는 2개의 인발 슬라이드를 구비한 인발 유닛을 개시하고 있다. 역 방향으로 왕복 이동되는 그러한 2개의 인발 슬라이드는 인발물을 협력 작업으로 무단적으로 인발한다. 그러한 왕복 이동을 행하기 위해, 인발 슬라이드는 공통의 축 상에 장착된 이중 캠에 의해 역 방향으로 왕복 선회되는 2암 레버와 결합된다.

예컨대, EP 0 371 165 A1에 개시된 바와 같은 또 다른 공지의 구동 시스템은 역 방향의 인발 슬라이드의 이동을 생성하기 위한 브리지가 표면 상에 곡선형으로 연장되는 로터리 드럼을 포함한다.

그러한 구동 시스템에 의거하면, 인발 슬라이드의 행정 길이가 짧을 뿐만 아니라 연장될 수도 없음으로 인해, 행정의 대부분이 가속 거리 및 제동 거리로 이뤄지게 된다. 높은 평균 인발 속도를 구현하려면, 매우 높은 시간당 행정 수로 작업을 해야만 한다. 그러나, 시간당 행정 수는 인발 슬라이드의 전향 점에서 발생되는 관성력으로 인해 한정되기 때문에, 그 시간당 행정 수를 임의로 높일 수는 없다.

본 발명의 목적은 전술된 단점을 나타내지 않는 드로잉 장치의 인발 유닛 및 그 작업 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 예비 인발 과정의 시작 시에 별개의 예비 인발 슬라이드 및 2개의 인발 슬라이드를 구비한 실시예에 따른 드로잉 장치의 인발 유닛을 나타낸 도면;

도 2는 인발 개시 상태에서 도 1에 따른 인발 유닛을 나타낸 도면;

도 3은 예비 인발 과정의 시작 시에 별개의 예비 인발 슬라이드 및 3개의 인발 슬라이드를 구비한 실시예에 따른 드로잉 장치의 인발 유닛을 나타낸 도면;

도 4는 예비 인발 슬라이드가 전진 이동된 도 2에 따른 인발 유닛을 나타낸 도면;

도 5는 인발 개시 상태에서 도 2에 따른 인발 유닛을 나타낸 도면;

도 6은 인발 슬라이드 짝에 의한 인발 상태에서 도 2에 따른 인발 유닛을 나타낸 도면;

도 7은 인발물과 맞물린 인발 슬라이드를 교대하고 슬라이드를 후진 이동시킨 후에 도 2에 따른 인발 유닛을 나타낸 도면;

도 8은 도 2에 따른 인발 유닛의 3개의 인발 슬라이드의 이동 경과를 나타낸 도표;

도 9는 조합된 예비 인발 겸 인발 슬라이드를 구비한 실시예에 따른 드로잉 장치의 인발 유닛을 나타낸 도면;

도 10은 추가의 인발 슬라이드를 구비한 도 9에 따른 인발 유닛을 나타낸 도면;

도 11은 예비 인발 과정의 시작 시에 추가의 2개의 인발 슬라이드를 구비한 도 9에 따른 인발 유닛을 나타낸 도면;

도 12는 조합된 예비 인발 겸 인발 슬라이드가 전진 이동된 도 10에 따른 인발 유닛을 나타낸 도면;

도 13은 인발 개시 상태에서 도 10에 따른 인발 유닛을 나타낸 도면;

도 14는 인발 슬라이드 짝에 의한 인발 상태에서 도 10에 따른 인발 유닛을 나타낸 도면;

도 15는 인발물과 맞물린 인발 슬라이드를 교대하고 슬라이드를 후진 이동시킨 후에 도 10에 따른 인발 유닛을 나타낸 도면

도 16은 조합된 예비 인발 겸 인발 슬라이드의 사시도;

도 17은 수평으로 절취된 도 16에 따른 콤비 슬라이드의 부분도;

도 18은 수직으로 절취된 도 16에 따른 콤비 슬라이드의 부분도;

도 19는 인발 슬라이드 및 인발 체인을 구비한 인발 유닛이 마련된 인발대를 개략적으로 나타낸 도면;

도 20은 공통의 또는 2개의 고정형 2차 부품을 구비하는 2개의 선형 모터 유닛을 포함한 선형 모터 복합체의 3개의 실시예를 개략적으로 나타낸 도면;

도 21은 인발 유닛의 구동 수단의 연산 내지 제어 유닛을 개략적으로 나타낸 도면;

도 22는 선형 모터 유닛의 기본 구조를 나타낸 도면;

도 23은 2개의 상이한 스테이지에서 2차 부품이 이동되는 선형 모터 구동 장치가 마련된 2개의 인발 슬라이드를 구비한 인발 유닛을 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 101, 201, 301, 401, 501 : 인발 유닛

2, 102 : 예비 인발 슬라이드

3, 4, 103, 104, 123, 226, 304, 404, 423, 537 : 인발 슬라이드

5 : 기계 프레임

10, 110 : 인발 공구

13 : 선형 모터 복합체

14, 14a 내지 14d : 1차 부품

15, 15a 내지 15d : 2차 부품

17, 18, 117, 118a, 118b : 신호 라인

19, 119 : 연산 유닛

41, 42 : 선형 모터 유닛

112, 412: 인발물

26, 326, 426 : 예비 인발 겸 인발 슬라이드

그러한 목적은 청구항 1에 따른 특징이 있는 드로잉 장치용 인발 유닛 및 청구항 11에 따른 특징이 있는 방법에 의해 달성된다. 바람직한 부가의 구성은 종속 청구항들에 기재되어 있다.

본 발명에 따르면, 드로잉 장치의 인발 슬라이드의 구동 수단은 개별적으로 제어 작동되거나 조절되어 각각의 인발 슬라이드의 이동을 별개로 진행시키는 전기 구동식 선형 모터 복합체를 포함한다.

선행 기술에 따른 구동 시스템에 비해 개개의 슬라이드의 이동 경과가 현격히 융통성이 있게 된다. 선형 모터 구동 장치를 사용함으로써, 개개의 슬라이드의 행정 길이 또는 이동 거리가 더 이상 한정되지 않거나 인발 거리가 가변적으로 된다. 선형 모터는 정확하게 제어될 수 있고, 신속한 가속 및 신속한 제동 작용을 가능하게 한다. 전체적으로 보다 더 긴 행정 거리의 사용 하에 평균 인발 속도가 전체적으로 보다 더 높아지게 되는데, 그것은 가속 거리 및 제동 거리가 비례 배분적으로 보다 더 짧아지기 때문이다. 또한, 각각의 슬라이드가 전진 경로 및 후진 경로에서 제어가 가능한 각종의 속도로 이동될 수 있게 된다. 그럼으로써, 다시 인발 슬라이드가 보다 더 신속하게 인발 작용을 할 수 있게 된다. 또 다른 장점은 인발 슬라이드의 아래에 놓이는 구동 기구가 생략됨으로 인해 드로잉 장치의 구조 높이가 전체적으로 보다 더 낮아질 수 있다는 것이다.

슬라이드의 선형 모터 복합체는 하나 이상의 선형 모터 유닛을 포함하되, 그 복합체는 모듈형 구조 형식에 따라 선형 모터 유닛의 개수 및/또는 구동력의 선택에 의해 편성될 수 있는 것이 바람직하다. 선형 모터 유닛을 아직 구비하지 않거나 출력이 낮은 선형 모터 유닛을 구비하는 기본 슬라이드로부터 출발하여, 모듈형 구조 형식에 따라 원하는 출력의 슬라이드가 편성되게 된다.

제1 실시예에 따르면, 가동형 1차 부품으로서의 선형 모터 유닛의 1차 부품은 모듈형 구조 형식에 따라 슬라이드에 배치되는 한편, 고정형 2차 부품으로서의 선형 모터 유닛의 2차 부품은 슬라이드용 금속 주행 트랙 또는 주행 레일로서 기계 프레임을 따라 연장된다. 주행 트랙을 따라 슬라이드를 안내하는 역할은 별개의 가이드 레일이 담당한다.

선형 모터의 가역 원리와 관련된 바람직한 제2 실시예에 따르면, 고정형 1차 부품으로서의 선형 모터 유닛의 1차 부품은 기계 프레임을 따라 연장되는 한편, 가동형 2차 부품으로서의 선형 모터 유닛의 2차 부품은 슬라이드와 결합되고, 그것도 특히 1차 부품을 따라 이동될 수 있는 레일로서 그와 같이 결합된다. 선형 모터 유닛의 2차 부품은 슬라이드에 장착되는 반면에, 1차 부품은 기계 프레임에 고정장착된다.

인발 과정에 필요한 관 모두부의 예비 인발은 별개의 선형 모터 구동 장치 아니면 유압 구동 장치를 구비하는 예비 슬라이드에 의해 행해지거나, 아니면 매우 바람직한 실시예에 따라 조합된 예비 인발 겸 인발 슬라이드에 의해 행해진다.

그러한 조합된 예비 인발 겸 인발 슬라이드는 연이어 배치된 2쌍의 클램핑 죠 짝을 구비하되, 제1 짝은 예비 인발을 위한 인발 스핀들을 맞무는데, 그리고 제2 짝은 관 자체를 맞무는데 사용되는 것이 바람직하다.

그러한 슬라이드, 즉 조합된 예비 인발 겸 인발 슬라이드만을 구비한 인발 유닛은 본 발명에 따라 제안되는 인발 유닛의 제1 기본 유닛을 형성한다. 그러한 인발 유닛에 의해, 슬라이드가 정해진 짧은 구간을 부단히 왕복 이동되어 길이가 보다 더 긴 관 자체를 인발할 수 있음으로써 관이 단일의 슬라이드에 의해 예비 인발되고 나서 연이어 불연속적으로 추가로 인발되게 된다. 특히, 그러한 기본 유닛은 투자비를 고려하여 용량을 작게 하는 생산 설비에 적합하다.

그 인발 유닛은 그러한 조합된 예비 인발 겸 인발 슬라이드가 본 발명에 따른 바와 같이 구동되는 1개, 2개, 또는 그 이상의 인발 슬라이드와 함께 조립되도록 함으로써 더욱 개선된다. 조합된 예비 인발 겸 인발 슬라이드는 제1 단계로 예비 인발을, 이어서 순수한 인발을 행하는 역할을 한다.

인발 유닛의 제2 기본 유닛은 별개의 예비 인발 슬라이드 및 1개, 2개, 또는 그 이상의 인발 슬라이드에 의해 형성된다. 그러한 기본 유닛의 장점은 별개의 예비 인발 슬라이드가 이중의 클램핑 죠 짝을 구비할 필요가 없이 단지 관 모두부의예비 인발을 위한 하나의 클램핑 죠 짝만을 구비하면 된다는데 있다. 하나의 클램핑 죠 짝을 구비한 그러한 예비 인발 슬라이드는 조합된 예비 인발 겸 인발 슬라이드보다 더 가벼워 가속도를 노일 수 있도록 한다. 또한, 모든 슬라이드, 즉 예비 인발 슬라이드 및 순수한 인발 슬라이드가 하나의 클램핑 죠 짝만을, 그리고 그에 따른 적절한 슬라이드 구조 패턴을 구비하여 투자비를 줄이도록 하는 것이 유리하다.

양자의 예비 인발 방안의 경우 모두에 있어서, 예비 인발을 담당하는 각각의 슬라이드는 기본 슬라이드로부터 출발하여 모듈형 구조 형식에 따라 순수한 인발 슬라이드에 비해 구동력이 더 높은 선형 모터 복합체로 편성되게 된다.

본 발명의 매우 바람직한 실시예에 따르면, 인발 유닛은 2개를 넘는 인발 슬라이드를 포함하되, 2개 이상의 인발 슬라이드가 동시에 인발물을 맞물어 인발하게 한다. 인발 슬라이드의 기능은 조합된 예비 인발 겸 인발 슬라이드에 의해 행해질 수도 있다.

방법상의 측면에서는 각각의 인발 슬라이드를 선형 모터 복합체에 의해 구동하고, 각각의 인발 슬라이드의 이동 경과를 각각의 선형 모터 복합체의 제어 작동에 의해 융통성이 있게 세팅할 수 있도록 한다. 그에 의해, 종래에는 불가능했던 인발 거리 및 개별 슬라이드의 기능의 융통성 및 가변성이 얻어질 수 있게 된다.

바람직한 방법 단계에 따르면, 2개를 넘는 인발 슬라이드에 의한 인발 과정 시의 이동 경과를 2개 이상의 슬라이드가 동시에 인발물을 맞물어 인발하도록 제어한다.

그 경우, 1짝 이상의 인발 슬라이드가 인발물을 맞물어 인발하는 것이 바람직하다. "각각의 교대 파트너-인발 슬라이드에 의해 짝을 이뤄 각각 인발하는" 원리에 입각한 그러한 실시예에서는 언제나 1짝 이상의 인발 슬라이드에 의해 인발이 이뤄지는 한편, 디커플링된 슬라이드는 복귀 이동된다. 그럼으로써, 인발력이 몇 갑절로 증가되게 된다. 인발력은 인발물에 동시에 작용하는 그 개수에 맞춰 증가된다. 즉, 1짝의 슬라이드가 동시에 작용한다면, 인발력은 2배로 된다. 그것은 3개, 4개 등의 인발 슬라이드에 의해 동시에 인발 작용이 이뤄지는 경우에도 유사하게 적용된다.

총 3개의 인발 슬라이드에 의한 인발 방법에서는 다음과 같이 인발을 진행한다: 인발물을 맞물고 있는 2개씩의 인발 슬라이드에 의해 인발하는 한편, 그러한 맞물림으로부터 디커플링된 각각의 제3 슬라이드를 인발 방향의 반대 방향으로 이동시키고, 이어서 짝으로서의 다른 2개의 인발 슬라이드를 조합시켜 다시 인발물을 맞물어 인발하도록 하는 한편, 그러한 맞물림으로부터 디커플링된 다른 2개의 인발 슬라이드를 인발 방향의 반대 방향으로 이동시킨다.

인발 슬라이드의 공지의 구동 장치와는 달리, 선형 모터 복합체의 사용 하에 각각의 인발 슬라이드의 이동 경과를 별개로 제어함으로써 종래에는 불가능했던 인발 슬라이드의 조합된 이동이 가능하게 된다. 그 경우, 물론 관 모두부를 예비 인발한다는 단점은 감수해야겠지만 초기 인발력을 2개 이상의 인발 슬라이드에 의해 인가하는 것이 유리하다.

제안된 인발 유닛은 본 발명에 따라 선형 모터 복합체 구동 장치와 조합되어연속 작동식 직선형 드로잉 장치에 사용되는데, 그 경우에 기본 슬라이드는 주어진 요건에 따라 편성되고, 상이한 클램핑 죠 짝을 구비한다.

불연속 작동식 드로잉 장치의 경우, 여기에서는 인발대의 경우, 인발 유닛은 인발 체인을 구비한 인발 슬라이드로 조립되는데, 인발 슬라이드는 그 인발 체인에 채워진다. 인발의 종료 시에는 슬라이드가 계속 주행되는 체인으로부터 다시 벗겨져서 도로 출발 위치로 이동된다. 그러한 복귀를 위해, 슬라이드는 선형 모터 유닛을 구비한다. 인발력이 보다 더 낮은 경우에는 또 다른 실시예에 따라 인발 슬라이드를 위한 인발 체인이 생략되기도 하는데, 그 경우에는 인발 슬라이드가 그것의 구동을 위한 선형 모터 복합체를 구비하여 전진 및 후진된다.

본 발명의 또 다른 세부 사항 및 장점은 종속 청구항들 및 첨부 도면에 도시된 본 발명의 실시예에 관한 이후의 상세한 설명으로부터 명확히 파악될 것이다. 또한, 전술된 특징들의 조합만이 아니라, 단독의 그러한 특징들 또는 그 특징들의 또 다른 조합도 역시 본 발명의 핵심을 이룬다.

도 1은 예비 인발 슬라이드(2) 및 2개의 인발 슬라이드(3, 4)를 구비한 인발 유닛(1)을 나타낸 것이다. 그러한 인발 유닛(1)은 평행하게 연장되는 가이드 레일(6, 7)을 구비한 기계 프레임(5)을 포함한다. 슬라이드(2, 3, 4) 그 자체는 각각 슬라이딩 트랙의 양태로서의 가이드 레일(6, 7)을 따라 안내되는 가이드 롤(8)(예시적으로, 단지 하나의 가이드 롤만이 도면 부호로 지시되어 있음)을 구비한다. 예비 인발 슬라이드(2) 및 순수한 인발 슬라이드(3, 4)는 1짝씩의 클램핑 죠(9a, 9b; 21a, 21b; 22a, 22b)를 구비한다. 클램핑 죠는 제어에 의해 서로 맞붙을 수 있음으로써 슬라이드가 인발물을 맞물고 다시 그로부터 떼어질 수 있도록 하는 웨지형 클램핑 죠이다.

인발 유닛(1) 그 자체는 인발 유닛의 도입부에 배치된 인발 공구(10)와 연동한다. 그러한 인발 공구(10)(여기에서는, 인발 링)를 통해 인발 스핀들(11), 즉 예컨대 로드, 관, 또는 와이어와 같은 인발물(12)의 모두부가 삽입되어 예비 인발 슬라이드(2)가 그 작용을 할 수 있게 된다. 그 경우, 스핀들(11)은 드로잉 장치의 외부에서 프레스 또는 해머 머신에 의해 압축되어 인발 링을 통해 삽입되는 관 모두부 섹션이다. 예비 인발 슬라이드(2)는 그 스핀들(11)을 맞무는 기능을 한다. 스핀들(11)은 후속 관(25)보다 더 작은 직경으로 되기 때문에, 예비 인발 슬라이드(2)는 개구부가 보다 더 작은 클램핑 죠(9a, 9b)를 구비한다.

예비 인발 슬라이드(2) 및 2개의 인발 슬라이드(3, 4)는 구동 및 가이드 레일(6, 7)을 따른 이동을 위해 선형 모터 복합체(13)를 구비한다(도 20을 참조). 도시된 인발 유닛에서는 선형 모터 복합체(13)의 2차 부품이 인발 방향으로 연장된 가이드 레일(6, 7) 사이에 주행 트랙의 양태로서 고정 배치된다.

다른 모든 인발 유닛에 대한 예로서, 개개의 슬라이드를 제어하는 것이 도 1에 도시되어 있다. 개개의 슬라이드(2, 3, 4)는 각각 신호 라인(16, 17, 18a)을 경유하여 연산 유닛(19)에 접속된다. 그러한 연산 유닛에서는 속도, 위치, 및 힘과 관련하여 개개의 슬라이드의 이동 경과가 원하는 대로 조절되고, 그러한 이동 경과는 모니터(20)에 의해 시각화된다. 가역 원리, 즉 1차 부품이 2차 부품으로 되는 원리의 실시예에서는 그 경우에 슬라이드가 고정되는 2차 부품의 이동이 상응하게 조절된다.

예비 인발 과정의 시작 시에는 예비 인발 슬라이드(2)가 인발 방향으로 이동되고, 그 때에 인발 스핀들(11)이 예비 인발된다. 이어서, 예비 인발 슬라이드(2)가 다시 인발 링에 바로 접한 그 출발 위치로 복귀되면서 제1 인발 슬라이드(3)가 그 예비 인발 슬라이드(2)를 뒤따르게 된다. 예비 인발된 관 모두부(25)는 예비 인발 과정 후에는 그 위치에 있어 예비 인발 슬라이드(2) 및 제1 인발 슬라이드(3)를 통해 연장될 정도로 인발 방향으로 인발된다(도 2를 참조). 이후로, 제1 인발 슬라이드(3)는 고유의 인발 과정을 시작한다. 제1 인발 슬라이드(3)가 미리 주어진 구간에 걸쳐 복귀되면, 제2 인발 슬라이드(4)의 클램핑 죠(21a, 21b)가 작동되어 예비 인발된 관 모두부(25)와 맞물리게 된다. 제1 인발 슬라이드(3)의 클램핑 죠(22a, 22b)는 서로 떼어진다. 제1 인발 슬라이드(3)는 복귀되는 반면에, 제2 인발 슬라이드(4)는 인발 이동을 행한다. 이제, 그와 같이 교대되는 인발 과정이 계속적으로 반복된다. 양자의 인발 슬라이드(3, 4)는 제어에 의해 균일한 인발 속도로 연속적인 인발 과정이 이뤄지도록 왕복 이동되는데, 본 실시예에서는 예비 인발 슬라이드(2)가 선형 모터 복합체(13)에 의해, 아니면 예컨대 유압 실린더에 의해 구동된다.

도 3 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 예비 인발 슬라이드 및 인발 슬라이드 내지 인발 유닛을 나타낸 것인데, 본 실시예에서는 2개씩의 슬라이드가 짝을 이뤄 관 모두부를, 그리고 나중에 인발물을 인발하는 한편, 제3 인발 슬라이드는 복귀된다. 그러한 인발 유닛(101)은 2개 대신에 3개의 인발 슬라이드(103,104, 123)가 마련된다는 점에서 도 1에 따른 인발 유닛(1)과 차이가 있다. 예비 인발 슬라이드(2) 및 3개의 인발 슬라이드(103, 104, 123)는 도 1에 따른 실시예의 것과 동일한 구조로 된다. 도 3의 실시예에 따른 인발 유닛의 구성 요소는 도 1에 따른 실시예의 구성 요소와 유사한 도면 부호로 지시되어 있다. 이후로, 인발 방법에 관해 설명하기로 한다.

인발 공구(110) 또는 인발 링을 통해 삽입된 인발 스핀들(111)을 예비 인발 슬라이드(102) 내지 그 클램핑 죠(109a, 109b)에 의해 맞물어(도 3을 참조) 인발 방향으로 예비 인발한다(도 4를 참조). 그 경우, 예비 인발 길이(x)는 인발 스핀들(111)의 길이를 포함하여 대략 예비 인발 슬라이드와 인발 슬라이드의 합의 길이로 주어진다. 본 실시예에서는 모든 슬라이드가 인발 방향으로 서로 나란히 인발 링에 접하여 배치될 경우에 예비 인발 길이(x)는 인발 스핀들(11)의 길이를 공제하여 인발 링으로부터 제3 인발 슬라이드(123)의 클램핑 죠(124a, 124b)의 후방 에지까지의 거리에 해당된다(그에 관해서는, 도 5를 참조).

이어서, 예비 인발 슬라이드(102)를 다시 인발 공구(110)에 접하는 그 출발 위치로 이동시킨다. 첫 번째, 즉 예비 인발 슬라이드(102)의 다음에 있는 2개의 인발 슬라이드(103, 104)는 예비 인발 슬라이드(102)와 함께 또는 연이어 인발 공구(110) 쪽으로 이동되어 예비 인발된 관 모두부(25)가 예비 인발 슬라이드(102)와 제1 및 제2 인발 슬라이드(103, 104)를 통해 연장되게 된다. 도 5는 고유의 인발 과정을 시작할 때에 해당되는 그러한 위치를 나타내고 있다. 첫 번째의 2개의 인발 슬라이드(103, 104)는 예비 인발된 관 모두부(25)를 맞문 채로 인발 방향으로이동된다. 그리하여, 인발 과정이 행해진다. 예비 인발된 관 모두부(25)의 돌출된 구역(y)은 제3 인발 슬라이드(123) 내로 들어가서 그 클램핑 죠(124a, 124b)에 의해 고정 클램핑된다. 제3 인발 슬라이드(123)가 그 돌출된 구역을 맞물게 되는 순간에 제1 인발 슬라이드(103)는 디커플링된다. 이제는, 제2 및 제3 인발 슬라이드(104, 123)가 인발 이동을 담당하는 반면에, 제1 인발 슬라이드(103)는 다시 복귀된다(도 7을 참조). 그러한 인발 이동을 위해, 제2 인발 슬라이드(104)의 클램핑 죠(121a, 121b) 및 제3 인발 슬라이드(123)의 클램핑 죠(124a, 124b)가 관 모두부(25)를 맞물게 되는 반면에, 제1 인발 슬라이드(103)의 클램핑 죠(122a, 122b)는 서로 떼어진다.

그러한 순서로 슬라이드 번호 1, 2, 및 3으로서 표시된 인발 과정에서의 3개의 인발 슬라이드(103, 104, 123)의 정확한 이동 경과는 도 8로부터 파악될 수 있다. 그러한 이동 경과는 속도 대 시간 곡선으로 표시되어 있는데, 대시라인은 제1 인발 슬라이드 또는 슬라이드 번호 1(103)의 이동 경과를, 실선은 제2 인발 슬라이드 또는 슬라이드 번호 2(104)의 이동 경과를, 그리고 점선은 제3 인발 슬라이드 또는 슬라이드 번호 3(123)의 이동 경과를 각각 나타내고 있다.

인발 과정을 개시할 때에는 첫 번째의 2개의 인발 슬라이드, 즉 제1 및 제2 인발 슬라이드(103, 104) 또는 슬라이드 번호 1 및 2가 동기적으로 가속되어 이동된다. 그러한 인발 개시 상태는 도 5에 도시되어 있다. 제3 슬라이드(123)는 약 10초가 경과한 후에 이미 가속되어 제1 인발 슬라이드와의 교대 시에 정해진 인발 속도로 될 수 있게 된다. "Ⅰ"로 지시된 인계 점에서, 제3 슬라이드(123)는 제2슬라이드(104)와 함께 인발의 역할을 담당하게 되는 반면에, 제1 슬라이드(103)는 디커플링되고 제동되어 복귀된다. 이어서, 제1 슬라이드(103)는 다시 가속되어 정해진 인발 속도로 됨으로써 제2 인계 점(Ⅱ)에서 제3 인발 슬라이드(123)와 함께 인발을 하게 되는 반면에, 제2 인발 슬라이드(104)는 복귀된다. 2개씩의 인발 슬라이드에 의해 인발 과정을 행할 때에 계속적으로 파트너가 교대되는 원리에 입각한 그러한 인발 과정은 인발물이 인발 링을 통해 완전히 인발될 때까지 계속된다. 도시된 실시예에서는 인발 속도가 4.17 m/s인 반면에, 복귀 속도는 10 m/s이다. 인발 슬라이드의 이동 거리는 5,000 ㎜이다. 2개의 인발 슬라이드가 인발을 하는 동안 다른 하나의 인발 슬라이드가 복귀되고 인발 속도로 가속되는 것을 필요로 하는 그러한 인발 과정은 신호 라인(116, 117, 118a, 118b)을 경유하여 연산 유닛(119)에 의해 개별적으로 서로 상관이 없이 제어 작동되는 선형 모터의 사용에 의해 가능한 것이다. 그 경우, 행정은 인발된 관의 길이에 해당된다.

전술된 인발 유닛의 실시예는 예비 인발의 임무만을 담당한 후에 인발 공구에 인접된 대기 위치에서 머무르는 예비 인발 슬라이드를 기초로 한 것이다. 이후로는, 조합된 예비 인발 겸 인발 슬라이드를 구비하고, 그 슬라이드의 구동 수단이 개별적으로 제어 작동될 수 있는 전기 구동식 선형 모터 복합체를 포함하는 인발 유닛의 바람직한 실시예에 관해 기술하기로 한다.

그러한 실시예의 기본 유닛은 도 9에 도시되어 있다. 인발 유닛(201) 그 자체는 구조 및 구동과 관련하여서는 도 1에 도시된 인발 유닛과 다를 바가 없다. 단일의 슬라이드(226)가 예비 인발 과정은 물론 고유의 인발 과정까지 행해야 하기때문에, 이제는 그 슬라이드(226)가 2쌍의 클램핑 죠 짝(227a, 22b 및 228a, 228b)을 구비하는데, 클램핑 죠(227a, 227b)는 인발 스핀들(211)을 맞무는데 적합하게 된다. 그러한 슬라이드에 관해 도 16, 도 17, 및 도 18에 의거하여 상세히 설명하기로 한다. 그러한 인발 유닛에 의해 불연속 작동식 드로잉 장치가 주어진다. 슬라이드(226)는 충분히 긴 관 모두부를 예비 인발한 후에 몇 번씩이고 되풀이하여 인발 방향 및 그 반대 방향으로 이동됨으로써 관을 불연속적으로 인발하게 된다. 그 경우, 이동 경로의 길이는 인발 속도 및 인발력과 같은 각종의 기술적 관점에 따라 결정된다. 또한, 도 9에 따라 관을 단일의 행정으로 완전히 인발하는 단 하나의 인발 슬라이드 및 단 하나의 클램핑 죠 짝만을 구비한 인발 유닛을 생각할 수도 있다.

도 1 또는 도 2에 따른 실시예에서와 유사하게, 그러한 인발 유닛은 제2 인발 슬라이드(304)에 의해 확장될 수 있는데, 그에 관해서는 도 10을 참조하면 된다. 그 인발 유닛(301)은 2개의 인발 슬라이드(326, 304)로 조립되는데, 그 중의 하나는 예비 인발 스테이지가 종료되고 나면 마찬가지로 조합된 예비 인발 겸 인발 슬라이드(326)의 역할을 담당한다. 그러면, 그러한 인발 유닛(301)은 연속 직선형 드로잉 장치로서 작업을 하게 된다. 콤비 슬라이드(326)는 그 제1 클램핑 죠 짝(327a, 327b)에 의해 인발 스핀들(311)을 맞물어 인발 공구(310)를 통해 짧은 거리에 걸쳐 관을 인발한다. 이어서, 콤비 슬라이드(326)는 복귀되고, 제2 클램핑 죠 짝(328a, 328b)에 의해 예비 인발된 관 모두부를 맞물어 그 관을 추가의 짧은 거리에 걸쳐 예비 인발하는데, 그것은 여전히 속도의 감소를 수반하는 불연속 작업이다. 콤비 슬라이드(325)는 수 차례 왕복 이동되어 관을 단계적으로 예비 인발 할 수 있기 때문에, 순수한 예비 인발 슬라이드에 비해 단지 짧은 행정만을 필요로 한다. 이어서, 2개의 슬라이드(326, 304)가 협력하여 연속 인발 작업을 시작하게 된다.

그러한 연속 직선형 드로잉 장치는 필요에 따라서는 추가의 인발 스테이지의 사용에 의해 변경될 수 있다. 도 11 내지 도 15는 조합된 예비 인발 겸 인발 슬라이드(426) 및 2개의 인발 슬라이드(404, 423)를 구비하여 예비 인발 과정이 종료되는 즉시로 도 3 내지 도 7에 의해 설명된 인발 방법과 유사하게 작업하는 인발 유닛(401)을 나타내고 있다. 도 3 내지 도 7과 대응되는 구성 요소는 그와 상응하는 도면 부호로 지시되어 있다. 차이점은 단지 콤비 슬라이드(426)가 예비 인발의 역할은 물론 나중에 인발의 역할까지 담당한다는데 있다. 콤비 슬라이드(426)가 관을 충분히 예비 인발한 후(도 12를 참조)에는 인발 스핀들(411)의 직경과 일치되는 그 클램핑 죠(427a, 427b)가 열린다. 콤비 슬라이드(426)는 다시 인발 공구(410) 쪽으로 복귀되고, 제2 인발 슬라이드(404)가 그것을 뒤따라간다(도 13을 참조). 그리하여, 인발 과정이 시작된다(도 13 및 도 14를 참조). 관 모두부(425)가 또는 나중에 인발물이 제3 인발 슬라이드(423)에 도달된 후에는 콤비 슬라이드(404)가 디커플링되고, 인발 슬라이드(404, 423)가 인발 과정을 담당하게 된다. 콤비 슬라이드(426)의 클램핑 죠(427a, 427b)는 인발 과정 중에 계속적으로 서로 떼어진 상태에 있는 반면에(도 14 및 도 15를 참조), 클램핑 죠(428a, 428b)는 인발물을 맞무는 과정을 위해 서로 맞붙었다가 떼어지게 된다.

그러한 조합된 예비 인발 겸 인발 슬라이드 또는 콤비 슬라이드(426)에 관한 상세한 개관은 도 16 내지 도 18에 주어져 있다. 콤비 슬라이드는 제1 및 제2 부분(430, 431)으로 된 기초 하우징(429)으로 이뤄지는데, 제2 부분(431)은 인발 방향 쪽에 배치된다. 제1 부분(430)은 클램핑 상태에서 보다 더 작은 직경을 이루어 인발 스핀들을 맞무는 예비 인발 과정용 클램핑 죠(427a, 427b)를 수납한다. 그를 위해, 웨지형 클램핑 죠는 서로 나란히 연장된 홈(432)을 따라 후퇴 이동되어 인발 스핀들을 적절하게 미끄러짐이 없이 고정적으로 둘러싸게 된다. 그것은 압축 스프링(433)에 의해 고정 클램핑된 상태로 유지된다. 그러한 기계적 클램핑 수단은 전기적 조작 기구로 대체될 수도 있다.

도 19는 드로잉 장치로서의 인발대를 나타낸 것인데, 그러한 인발대의 인발 유닛(501)은 전체적으로 슬라이드(537) 및 체인(538)으로 조립된다. 슬라이드(537)는 가이드 레일(506, 506)(가려져 있음)을 따른 가이드 내에서 이동될 수 있다. 고유의 인발 과정은 인발 스핀들과 맞물린 슬라이드(537)를 주행 트랙을 따라 잡아당기는 체인(538)에 의해 행해진다. 슬라이드는 본 실시예에서 슬라이드(537)를 체인(538)으로부터 분리된 후에 후진 이동시키는 역할을 하는 선형 모터 복합체를 구비한다. 인발력이 보다 더 낮은 경우에는 선형 모터 복합체를 구비한 슬라이드가 인발 과정까지 담당하였다가 이어서 다시 출발 위치로 이동됨으로써 체인(538)을 생략할 수 있다.

도 20은 선형 모터 복합체를 형성하는 선형 모터 유닛의 각종의 실시예를 나타낸 것이다. 도 20a에 있는 장치에 따르면, 고정형 2차 부품(15)은 수평으로 정향된 채로 인접된 2개의 레일(39, 40)을 포함하는 반면에, 2개의 1차 부품(14a, 14b)은 주행 트랙으로서의 그 레일(39, 40)을 따라(화살표 방향으로) 이동된다. 전체적으로, 선형 모터 복합체(13)의 2개의 선형 모터 유닛(41, 42)이 주어져 있다. 그러한 장치는 1차 부품(14a, 14b)이 연이어 배치됨으로써 단 하나의 레일(39)로만 될 수도 있다(도 20b를 참조). 도 20c는 수직으로 정향된 2개의 레일(39, 40)을 구비한 장치를 나타내고 있는데, 그 레일(39, 40)은 옆에 2개의 1차 부품(14a, 14b)을 포함하고 있다. 그러한 3가지 장치 모두의 1차 부품은 공통의 표면(43)과 결합되는데, 그 표면(43)은 각각의 슬라이드(도시를 생략)의 록킹 면을 형성하는 것이기도 하다.

이미 전술된 연산 유닛(19)은 도 21에 도시되어 있고, 그것도 특히 2개의 레일(39, 40) 또는 고정형 2차 부품을 따라 이동되는 서로 나란히 배치된 2개의 가동형 1차 부품(14a, 14b)을 구비한 도 20a에 따른 선형 모터 장치와 조합된 채로 도시되어 있다. 2개의 1차 부품(14a, 14b)은 각각 별개의 신호 라인(17a, 17b)을 경유하여 연산 유닛(19)에 접속되는데, 그 연산 유닛(19)은 별개의 유닛으로서의 구동 장치(44)를 제어하는 역할을 한다. 주행 트랙으로서의 레일(39, 40) 사이에는 그와 평행하게 가이드 트랙(45)이 배치되고, 그 가이드 트랙(45)에는 기계적 커플링 유닛(가려져 있음)이 맞물린다.

가동형 1차 부품 및 고정형 2차 부품을 구비한 도시된 바와 같은 선형 모터의 원리는 역으로 될 수도 있는데, 그것은 도 22 및 도 23에 도시되어 있다. 기본 구조 그 자체는 도 22에 의해 나타나 있다. 인발 슬라이드가 배치되는 가동형 2차부품(15)은 교번 자계 "N" 및 "S"를 동반한 여구 자석(46)으로 이뤄진다. 고정형 1차 2부품(14)은 3상 권선을 포함한다. 전류의 공급은 케이블(47)에 의해 이뤄진다. 냉각수 냉각 수단이 마련된 것은 도시되어 있지 않다. 전체적으로, 그러한 방안은 전류 공급 수단 및 냉각수 접속 수단이 고정형 부품에 접속될 수 있다는 장점을 수반한다. 양자의 부품(14, 15)은 서로를 지나서는 보다 더 긴 부품으로서 각각 형성된다.

본 발명에 따른 인발 유닛의 매우 바람직한 실시예는 도 23에 도시되어 있다. 그러한 인발 유닛(1)은 강성 가이드 레일의 형태의 고정형 1차 부품(14a 내지 14d)이 배치되는 강성 기계 프레임(5)을 포함한다. 가동형 2차 부품(15a 내지 15d)은 마찬가지로 수직으로 정향된 채로 그러한 가이드 레일(14a 내지 14d)을 따라 배치된다. 슬라이드(3, 4)의 행정 동안 개개의 가이드 레일은 서로 슬라이딩된다. 가동형 2차 부품(15a 내지 15d)은 앵글형으로 형성된 지지 요소(48a 내지 48d)에 배치되는데, 슬라이드(3, 4)는 지지 요소의 수평으로 연장된 지지 면 상에 고정된다. 상부 부분도 도 23a는 제1 슬라이드(3)가 단부 위치에 있고 제 2 슬라이드(4)가 시작 위치에 있는 2개의 슬라이드(3, 4)를 구비한 인발 유닛(1)을 나타내고 있다. 제2 슬라이드(4)는 대응 지지 요소(48c, 48d)의 이동에 의해 인발 방향으로 동반 이동된다. 제2 슬라이드(4)가 인발을 하는 동안, 클램핑 죠가 서로 떼어져 있는 제1 슬라이드(3)도 역시 인장 방향의 반대 방향으로 이송된다.

본 발명에 따라 제안된 드로잉 장치의 인발 슬라이드용 구동 수단, 즉 개별적으로 제어 작동되거나 조절되어 각각의 슬라이드의 이동을 별개로 진행시키는 전기 구동식 선형 모터 복합체는 높은 속도 및 가속도로의 구동, 제어 특성 및 위치 설정 거동이 우수한 구동, 예컨대 회전 드럼 또는 레버와 같은 기계적 전동 요소를 필요로 함이 없이 직접 에너지를 전달하는 구동, 대체적으로 정비를 필요로 하지 않는 구동, 간단한 구조, 및 인발 공정의 이동을 매칭시킴에 있어서의 높은 융통성을 구현할 수 있게끔 한다.

본 발명에 따른 드로잉 장치용 인발 유닛 및 그에 의한 인발 방법에서는 선행 기술에 따른 구동 시스템에 비해 개개의 슬라이드의 이동 경과가 현격히 융통성이 있게 되고, 선형 모터 구동 장치를 사용함으로써 개개의 슬라이드의 행정 길이 또는 이동 거리가 한정되지 않거나 인발 거리가 가변적으로 되게 된다. 따라서, 높은 속도 및 가속도로의 구동, 제어 특성 및 위치 설정 거동이 우수한 구동, 기계적 전동 요소를 필요로 함이 없는 직접적인 구동, 대체적으로 정비를 필요로 하지 않는 구동, 간단한 구조, 및 인발 공정의 이동에 대한 높은 융통성을 구현할 수 있게 된다.

Claims (17)

1. 인발 공구(10, 110)와 연동하고, 기계 프레임(5)을 따라 왕복 이동되는 인발 슬라이드(3, 4; 103, 104, 123; 226; 537) 및 그 인발 슬라이드의 구동 수단을 구비하는 드로잉 장치용 인발 유닛(1, 101; 201; 301; 401; 501)에 있어서,

   구동 수단은 제어되어 각각의 인발 슬라이드(3, 4; 103, 104, 124; 226; 537)의 이동을 별개로 진행시키는 선형 모터 복합체(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 인발 유닛.
2. 제 1 항에 있어서, 인발 슬라이드의 선형 모터 복합체(13)는 하나 이상의 선형 모터 유닛(41, 42)을 포함하되, 그 복합체(13)는 모듈형 구조 형식에 따라 선형 모터 유닛의 개수 및/또는 구동력의 선택에 의해 편성될 수 있는 것을 특징으로 하는 인발 유닛.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 가동형 1차 부품으로서의 선형 모터 유닛(41, 42)의 1차 부품(14a, 14b)은 모듈형 구조 형식에 따라 슬라이드에 배치되고, 고정형 2차 부품으로서의 선형 모터 유닛(13)의 2차 부품(15)은 기계 프레임(5)을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 인발 유닛.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 고정형 1차 부품으로서의 선형 모터유닛(13)의 1차 부품(14a 내지 14d)은 기계 프레임(5)을 따라 연장되고, 가동형 2차 부품으로서의 선형 모터 유닛(13)의 2차 부품(15a 내지 15d)은 슬라이드와 결합되는 것을 특징으로 하는 인발 유닛.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서, 각각의 슬라이드의 선형 모터 복합체(13)의 제어를 위한 연산 유닛(19, 119) 및 그 연산 유닛을 각각의 슬라이드에 접속시키는 신호 라인(17, 18, 117, 118a, 118b)을 구비하는 것을 특징으로 하는 인발 유닛.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서, 인발 슬라이드는 조합된 예비 인발 겸 인발 슬라이드(226, 326, 426)로서 형성되고, 인발 유닛(210, 301, 401)은 그 예비 인발 겸 인발 슬라이드만을 포함하거나 하나 이상의 추가의 인발 슬라이드(304; 404; 423)를 함께 포함하는 것을 특징으로 하는 인발 유닛.
7. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서, 인발 유닛(1, 101)은 하나 이상의 인발 슬라이드(3, 4; 103, 104, 123)에 추가하여 별개의 예비 인발 슬라이드(2, 102)를 구비하는 것을 특징으로 하는 인발 유닛.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 예비 인발 슬라이드(2, 202) 또는 조합된 예비 인발 겸 인발 슬라이드(226, 326, 426)를 구동하는 선형 모터 복합체는 기본슬라이드로부터 출발하여 모듈형 구조 형식에 따라 순수한 인발 슬라이드에 비해 더 높은 구동력으로 편성될 수 있는 것을 특징으로 하는 인발 유닛.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중의 어느 한 항에 있어서, 2개 이상의 인발 슬라이드(103, 104, 123; 426, 404, 423)가 동시에 인발물(112; 412)을 맞물어 인발하는 2개를 넘는 인발 슬라이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 인발 유닛.
10. 제 9 항에 있어서, 1쌍 이상의 인발 슬라이드가 동시에 인발물을 맞물어 인발하는 것을 특징으로 하는 인발 유닛.
11. 인발 유닛(1, 101; 201; 301; 401; 501)이 인발 공구(10, 110)와 연동하고, 하나 이상의 인발 슬라이드가 기계 프레임을 따라 왕복 이동되는 제 1 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 따른 드로잉 장치용 인발 유닛에서 인발물을 인발하는 방법에 있어서,

    각각의 인발 슬라이드(3, 4; 103, 104, 123; 226; 537)를 선형 모터 복합체(13)에 의해 구동하고, 각각의 선형 모터 복합체의 제어 작동에 의해 각각의 인발 슬라이드의 이동 경과를 융통성이 있게 세팅할 수 있는 것을 특징으로 하는 인발 방법.
12. 제 11 항에 있어서, 2개를 넘는 인발 슬라이드에 의한 인발 과정 시의 이동경과를 2개 이상의 인발 슬라이드(103, 104, 123; 304, 326; 402, 423, 26)가 동시에 인발물을 맞물어 인발하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 인발 방법.
13. 제 12 항에 있어서, 인발 과정을 인발 슬라이드의 각각의 쌍에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 인발 방법.
14. 제 11 항 내지 제 13 항 중의 어느 한 항에 있어서, 인발 방향으로 연이어 배치된 예비 인발 슬라이드(102) 및 3개의 인발 슬라이드(103, 104, 1234)에 의해, 또는 조합된 예비 인발 겸 인발 슬라이드(426) 및 2개의 인발 슬라이드(404, 423)에 의해 인발하고, 인발물과 맞물려 있는 2개씩의 인발 슬라이드에 의해 인발물을 인발하는 한편, 인발물과의 맞물림으로부터 디커플링된 각각의 제3 인발 슬라이드를 인발 방향의 반대 방향으로 이동시키고, 이어서 다른 2개의 인발 슬라이드를 짝으로 조합시켜 다시 인발물을 맞물어 인발하도록 하는 한편, 맞물림으로부터 디커플링된 그 2개 이외의 인발 슬라이드를 인발 방향의 반대 방향으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인발 방법.
15. 제 1 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 따른 인발 유닛을 포함하는 연속 작동식 직선형 드로잉 장치.
16. 불연속적인 인발을 위한 조합된 예비 인발 겸 인발 슬라이드(226)를 구비한제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항 또는 제8항에 따른 인발 유닛을 포함하는 불연속 작동식 드로잉 장치.
17. 인발 공구를 통해 연장된 인발 스핀들(511)을 맞물어 그 인발 스핀들을 높은 인발력의 범위에 있는 인발 체인(538)에 걸리게 하고, 선형 모터 복합체에 의해 인발 공구(519) 쪽으로의 복귀 이동을 행하는 인발 슬라이드(537)를 구비하거나, 낮은 인발력의 범위에서 인발 과정까지 담당하는 인발 슬라이드를 구비한 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 따른 인발 유닛을 포함하는 불연속 작동식 드로잉 장치.