KR20020095648A

KR20020095648A - 하이드로 밴딩 시스템

Info

Publication number: KR20020095648A
Application number: KR1020010033814A
Authority: KR
Inventors: 손민성
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-06-15
Filing date: 2001-06-15
Publication date: 2002-12-28

Abstract

본 발명은 파이프의 내부를 비압축성 유체로 채워 파이프를 밴딩함으로써 파이프의 밴딩면을 균일하게 유지할 수 있는 하이드로 밴딩 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 파이프를 밴딩위치에 인입시키는 부스터와; 상기 밴딩위치에 인입된 파이프가 외력에 의해 이동되어 안착되는 안착면을 갖는 밴딩 롤과; 상기 밴딜 롤의 안착면에 상기 파이프를 밀착시킴에 따라 설정된 각도로 파이프를 밴딩시키는 클램프 다이로 구성되어 파이프를 밴딩하는 장치에 있어서, 비압축성 유체가 상기 파이프 내부로 유입되도록 형성되는 유압회로와; 상기 유압회로와 연결되어 상기 파이프의 일단에 결합되며, 상기 파이프 내부로 유입되는 비압축성 유체의 압력을 조절하는 유압 릴리이프 밸브와; 상기 파이프의 타단에 결합되어 상기 파이프 내부로 유입되는 유체의 누유를 방지하고, 상기 파이프 내부에 형성된 유압을 유지시키는 유압 유지부를 포함하여 구성한다.

Description

하이드로 밴딩 시스템{HYDRO-BENDING SYSTEM}

본 발명은 밴딩 시스템에 관한 것으로서, 특히 하이드로 밴딩 시스템에 관한 것이다.

통상적으로, 파이프는 장착위치 및 그 설치용도에 적합하게 밴딩하는 밴딩 공정이 필요하게 된다.

종래에는 파이프를 밴딩하는 방법으로 롤 밴딩(Roll Bending) 시스템을 사용하였다.

롤 밴딩 시스템은 두 개로 분리된 다이 사이에 밴딩하고자 하는 파이프를 삽입하여 다이를 작동함으로써 파이프를 밴딩하는 것이다. 롤 밴딩 시스템은 비교적 단순한 구성과 작동방법으로 널리 사용되었으나, 파이프의 밴딩면이 불균일하게 성형되는 문제점을 갖고 있었다.

이를 보완하기 위한 방법으로 기계적 맨드릴 밴딩 시스템이 사용되었다.

도 1은 종래 기술에 따른 기계적 맨드릴 밴딩(Mechanical Mandrel Bending)시스템의 구성을 도시한 것으로, 그 구성은 클램프 다이(10)(Clamp Die), 부스터 (12)(Booster), 밴딩 롤(14)(Bending Roll), 와이퍼(16)(Wiper)로 구성된다.

도 1을 참조하여 종래 기술에 따른 파이프 밴딩 공정을 설명한다.

종래 기술에 따른 밴딩 시스템은 먼저, 파이프(20)의 단면형상에 맞는 맨드릴(18)을 가공한다. 이어서, 가공된 맨드릴(18)을 파이프(20)의 밴딩 위치에 따라 파이프(20) 하단 내측에 장착하고, 파이프(20)를 설정된 각도로 밴딩한다.

파이프(20)의 밴딩은 부스터(12)가 파이프를 밀어 밴딩위치에 인입시키고, 클램프 다이(10)가 파이프(20)를 밴딩 롤(14)에 밀착시킴에 따라 이루어진다. 이와 같은 동작으로 파이프(20)는 클램프 다이(10)와 회전하여 설정된 각도로 밴딩된다. 여기서, 와이퍼(18)는 파이프(20)의 굴곡되지 않는 부위를 지지하는 기능을 한다.

위와 같은 방법을 사용할 때 기계적인 맨드릴을 사용하는 종래의 기술은 일반적인 롤 밴딩(Roll Bending)제품보다는 우수한 밴딩면을 갖지만, 파이프의 단면, 밴딩 형태에 따른 맨드릴을 별도로 설계하여야 하며, 파이프의 밴딩부 단면 두께 편차로 인해 파이프 재질에 따라 밴딩의 한계가 정해지게 된다. 따라서, 복잡한 단면을 갖는 파이프의 밴딩은 곤란한 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 파이프의 내부를 비압축성 유체로 채워 파이프를 밴딩함으로써 파이프의 밴딩면을 균일하게 유지할 수 있는 하이드로 밴딩 시스템을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 파이프를 밴딩위치에 인입시키는 부스터와; 상기 밴딩위치에 인입된 파이프가 외력에 의해 이동되어 안착되는 안착면을 갖는 밴딩 롤과; 상기 밴딜 롤의 안착면에 상기 파이프를 밀착시킴에 따라 설정된 각도로 파이프를 밴딩시키는 클램프 다이로 구성되어 파이프를 밴딩하는 장치에 있어서, 비압축성 유체가 상기 파이프 내부로 유입되도록 형성되는 유압회로와; 상기 유압회로와 연결되어 상기 파이프의 일단에 결합되며, 상기 파이프 내부로 유입되는 비압축성 유체의 압력을 조절하는 유압 릴리이프 밸브와; 상기 파이프의 타단에 결합되어 상기 파이프 내부로 유입되는 유체의 누유를 방지하고, 상기 파이프 내부에 형성된 유압을 유지시키는 유압 유지부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 파이프 밴딩 시스템의 구성을 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이드로 밴딩 시스템의 구성을 도시한 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 파이프(Tube)의 고성형 밴딩 및 기계적 밴딩(Mechanical Bending)의 문제점을 해결하기 위해 하이드로 포밍(Hydro-Forming) 기술을 적용한 것으로그 구성은 도 2에 도시된 바와 같다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하이드로 밴딩 시스템은 파이프(30)를 밴딩위치에 인입시키는 부스터(12)와; 밴딩위치에 인입된 파이프(30)가 외력에 의해 이동되어 안착되는 안착면을 갖는 밴딩 롤(14)과; 밴딜 롤(14)의 안착면에 파이프(30)를 밀착시킴에 따라 설정된 각도로 파이프(30)를 밴딩시키는 클램프 다이(10)로 구성되어 파이프(30)를 밴딩하는 장치에 있어서, 유압회로, 유압 릴리이프 밸브(40), 유압 유지부(50)를 더 포함하여 구성한다.

유압회로는 비압축성 유체가 상기 파이프(30) 내부로 유입되도록 형성된다. 유압회로는 일반적인 유체 저장부, 유체 공급부, 유체 리턴부로 구성되며, 각각의 구성을 연결하는 유압 파이프를 포함하여 구성한다. 유압회로의 상세 구성 및 동작에 관한 설명은 생략된다.

유압 릴리이프 밸브(40)는 유압회로와 연결되어 파이프(30)의 일단에 결합되며, 파이프(30) 내부로 유입되는 비압축성 유체의 압력을 조절하는 밸브이다.

유압 유지부(50)는 도 2에 도시된 바와 같이 유압 유지부(50)의 형상은 파이프(30)의 내부 형상에 대응되도록 형성되며, 일반적으로 원통형으로 형성된다. 유압 유지부(50)는 파이프(30)의 타단에 결합되어 파이프(30) 내부로 유입되는 유체의 누유를 방지하고, 파이프(30) 내부에 형성된 유압을 유지시키는 기능을 한다. 유압 유지부(50)는 종래의 맨드릴 방식을 개량하여 사용할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 특수 설계된 유압 맨드릴(Fluid Pressure Mandrel)을 사용한다.

참고적으로, 유압 맨드릴에는 공기가 배출되는 에어 밴트 홀(52)(Air VentHole)이 형성된다.

본 발명의 실시예에 따른 하이드로 밴딩(Hydro-Bending) 시스템의 작동원리는 다음과 같다.

먼저, 밴딩 준비단계에서 직관의 파이프(30) 양단에 각각 유압 릴리이프 밸브(40)와 유압 맨드릴을 설치한다. 이와 같이 파이프(30)의 양단에 유압 릴리이프 밸브(40)와 유압 맨드릴이 설치되면, 파이프(30)의 양단은 밀폐된다. 여기서 '직관'이라 함은 밴딩 이전의 파이프를 나타내며, 곧게 성형된 상태의 파이프를 말한다.

이어서, 유압 릴리이프 밸브(40)를 통해 유체가 유입되면, 파이프(30) 내부의 공기는 맨드릴에 설치된 에어 밴트 홀(52)을 통해 빠져나간다.

따라서, 파이프(30) 내부로 유입되는 유체는 파이프(30) 내부로 고속 충전시킬 수 있으며, 유체에 포함된 공기는 에어 밴트 홀(52)을 통해 배출됨에 따라 파이프(30) 내부의 유체 유입에 따른 압력손실을 감소할 수 있다.

이와 같이 파이프(30) 내부에 유체가 유입된 상태에서 미리 설정된 밴딩 정도에 따라 파이프(30) 내부압을 측정하여 유압 릴리이프 밸브(40)에 과다한 압력이 발생되면 유압 릴리이프 밸브(40)의 개도량을 조절하여 파이프(30) 내부 압력을 조절하며, 파이프(30)의 재질 및 성형의 종류에 따라 유압 맨드릴을 가압하여 파이프(30) 밴딩작업을 수행한다.

파이프(30)의 밴딩작업은 종래 기술에서 설명된 바와 같이 부스터(12)가 파이프(30)를 밀어 밴딩위치에 인입시키고, 클램프 다이(10)가 파이프(30)를 밴딩롤(14)에 밀착시킴에 따라 이루어진다. 이와 같은 동작으로 파이프(30)는 클램프 다이(10)와 회전하여 설정된 각도로 밴딩된다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 하이드로 밴딩 시스템은 파이프(30) 밴딩시 파이프(30) 내부를 유체로 채워 밴딩시킴에 따라 기계적인 맨드릴을 사용하는 종래의 기술에 비해 우수한 밴딩면을 가지며, 비교적 복잡한 단면을 갖는 파이프의 밴딩성형시 파이프(30) 내부에 채워진 유체의 압력을 조절하여 파이프(30)의 밴딩부 단면 두께 편차를 조절할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 하이드로 밴딩 시스템은 밴딩 성형된 파이프의 단면 두께 편차를 감소할 수 있으며, 파이프 재질에 따른 밴딩 한계를 해소하여 비교적 복잡한 단면을 갖는 파이프의 밴딩을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims

파이프를 밴딩위치에 인입시키는 부스터와; 상기 밴딩위치에 인입된 파이프가 외력에 의해 이동되어 안착되는 안착면을 갖는 밴딩 롤과; 상기 밴딜 롤의 안착면에 상기 파이프를 밀착시킴에 따라 설정된 각도로 파이프를 밴딩시키는 클램프 다이로 구성되어 파이프를 밴딩하는 장치에 있어서,

비압축성 유체가 상기 파이프 내부로 유입되도록 형성되는 유압회로와;

상기 유압회로와 연결되어 상기 파이프의 일단에 결합되며, 상기 파이프 내부로 유입되는 비압축성 유체의 압력을 조절하는 유압 릴리이프 밸브와;

상기 파이프의 타단에 결합되어 상기 파이프 내부로 유입되는 유체의 누유를 방지하고, 상기 파이프 내부에 형성된 유압을 유지시키는 유압 유지부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 하이드로 밴딩 시스템.
제1항에 있어서, 상기 유압 유지부는 상기 파이프의 내부 형상에 대응되도록 형성되며, 상기 파이프의 타단에 결합된 상태에서 상기 파이프 내부의 공기가 상기 파이프 외부로 배출되도록 에어 밴트 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 하이드로 밴딩 시스템.