KR200279500Y1 - 유압 척을 이용한 핀튜브 전조가공장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 핀튜브 전조가공장치에 있어서, 다양한 형태의 핀튜브를 대량 또는 소량 생산함에 있어 적합한 유압 척을 이용한 핀튜브 전조가공장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 고안에 따르면, 피가공물(1)을 클램핑하여 이송하는 이송부(101)를 포함하며, 이송부(101)에 의해 이송되는 피가공물(1)과 접하여 회전하면서 피가공물(1)을 핀튜브로 제조하는 핀튜브 전조가공장치에 있어서, 피가공물(1)이 삽입되도록 중공이 형성되며 원주를 따라 중심을 향해 미끄러지는 복수의 죠오(54)들이 설치된 척(51)과, 죠오(54)들이 피가공물(1)과 접하거나 또는 피가공물(1)로부터 이격되도록 죠오(54)들에 연결되어 그 스트로크가 신축하는 유압장치(10)와, 척(51)에 연결되는 스핀들(40)과, 스핀들(40)을 회전시키는 모터(31)를 포함하며, 척(51)과 유압장치(10)와 스핀들(40)에는 중공이 형성되어 상호 연통된 핀튜브 전조가공장치가 제공된다.

Description

유압 척을 이용한 핀튜브 전조가공장치{Fin tube form rolling apparatus using hydraulic chuck}

본 고안은 전조다이스로 피가공물을 가압하여 제조하는 핀튜브의 전조가공장치에 관한 것이며, 특히, 피가공물을 다양한 핀튜브로 전조가공할 수 있도록 전조다이스의 교체가 자유롭게 이루어질 수 있는 구조를 가지며, 동시에 간단한 구조를 갖는 유압 척을 이용한 핀튜브 전조가공장치에 관한 것이다.

핀튜브는 열전도 흐름을 원활하게 하기 위해 유체가 통과하는 관의 외주면을 따라 형성된 요철부가 교번하여 관의 길이방향으로 형성된 관으로서, 핀튜브의 외표면적을 넓힘으로서, 관의 외부에 위치한 열매체와 관의 내부에 유동하는 열전달매체 사이에 효과적인 열전도를 가져오는 관이다.

따라서, 이런 핀튜브는 열교환기에 주로 사용되며, 이런 핀튜브를 제조하는 과정은 일반적인 강관 및 동관 등을 전조가공하여 핀튜브로 제작한다.

이런 핀튜브의 종류로는 스파이럴 튜브(spiral tube), 코러게이트 튜브(corrugated tube), 인너 핀니드 튜브(inner finned tube) 등이 있다.

이와 같은 다양한 종류의 핀튜브를 제작하기 위해서는 각 종류에 해당하는 전조가공라인들이 설치되고, 이런 전조가공라인들에서 각각의 다른 핀튜브가 제작된다.

이는 제작하고자 하는 핀튜브의 형상에 따라 전조다이스의 형상 및 그 설치위치가 다르기 때문이며, 이런 전조다이스는 척에 고정되어 전조가공라인을 교체하기 위해서는 전조가공장치 전체를 교체하여야 하는 단점이 있다.

또한, 생산하고자 하는 핀튜브의 종류별로 전조가공라인을 갖추고 있어야 하기 때문에 공장의 전용면적이 커지며, 또한 단지 몇 종류의 핀튜브를 생산할 경우에는 다른 전조가공라인을 정지하고 있어야 하는 단점이 있다.

본 고안은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제공된 것으로서, 전조다이스만을 교체하여 다른 종류의 핀튜브를 생산할 수 있으며, 또한 그 구조가 간단한 유압 척을 이용한 핀튜브 전조가공장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안의 한 실시예에 따른 유압 척을 이용한 핀튜브 전조가공장치의 사시도이고,

도 2는 도 1에 도시된 유압 척을 이용한 핀튜브 전조가공장치의 단면도이고,

도 3은 도 2에 도시된 유압 척의 단면도이며,

도 4는 도 2에 도시된 전조다이스가 설치된 죠오를 나타낸 사시도이다.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

10 : 제1 구동부 15 : 회전유압실린더

20 : 드로우 바 30 : 제2 구동부

31 : 모터 34 : 풀리

40 : 스핀들 50 : 전조가공부

51 : 척 53 : 슬라이드 홈

54 : 죠오 100 : 핀튜브 전조가공장치

101 : 이송부 103 : 클램프

앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따르면, 피가공물을 클램핑하여 이송하는 이송부를 포함하며, 상기 이송부에 의해 이송되는 피가공물과 접하여 회전하면서 상기 피가공물을 핀튜브로 제조하는 핀튜브 전조가공장치에 있어서, 상기 피가공물이 삽입되도록 중공이 형성되며 원주를 따라 중심을 향해 미끄러지는 복수의 죠오들이 설치된 척과, 상기 죠오들이 상기 피가공물과 접하거나 또는 상기 피가공물로부터 이격되도록 상기 죠오들에 연결되어 그 스트로크가 신축하는 유압장치와, 상기 척에 연결되는 스핀들과, 상기 스핀들을 회전시키는 모터를포함하며, 상기 척과 상기 유압장치와 상기 스핀들에는 중공이 형성되어 상호 연통된 핀튜브 전조가공장치가 제공된다.

바람직하게는 상기 모터에는 감속기가 설치되고, 상기 감속기의 회전축과 상기 스핀들의 둘레에는 각각 풀리가 형성되며, 상기 풀리들을 벨트가 연결하여 상기 모터의 회전을 상기 스핀들의 회전으로 전달한다.

아래에서, 본 고안에 따른 유압 척을 이용한 핀튜브 전조가공장치의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

도면에서, 도 1 은 본 고안의 한 실시예에 따른 유압 척을 이용한 핀튜브 전조가공장치의 사시도이고, 도 2 는 도 1 에 도시된 유압 척을 이용한 핀튜브 전조가공장치의 단면도이고, 도 3 은 도 2 에 도시된 유압 척의 단면도이며, 도 4 는 도 2 에 도시된 전조다이스가 설치된 죠오를 나타낸 사시도이다.

도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 핀튜브 전조가공장치(100)는 관(管) 상태의 피가공물(1)이 관통하여 위치하며 둘레를 따라 전조다이스(56)가 고정되어 관통된 피가공물(1)의 외주면을 전조가공하는 전조가공부(50)와, 상기 전조가공부(50)를 관통한 피가공물(1)을 가압하여 전조가공하도록 동력을 제공하는 제1 구동부(10)와, 상기 전조가공부(50)를 회전시키는 제2 구동부(30) 및, 상기 전조가공부(50)와 제1, 제2 구동부(10, 30)를 지지하는 프레임(19)으로부터 상기 피가공물(1)과 평행하게 연장된 한 쌍의 가이드봉(70)을 따라 이동하면서 상기 피가공물(1)을 상기 전조가공부(50)의 방향으로 밀거나 또는 당겨 이송하는 이송부(101)를 포함한다. 여기에서, 핀튜브 전조가공장치(100)의 유압 척 시스템은 전조가공부(50)와, 제1 구동부(10)와, 제2 구동부(30) 및, 프레임(19)으로 이루어진다.

아래에서는 본 고안의 한 실시예에 따른 유압 척을 이용한 핀튜브 전조가공장치에 대하여 보다 구체적으로 설명하겠다.

제1 구동부(10)는 중공이 형성된 회전유압실린더(15)로서, 회전유압실린더(15)의 피스톤에는 중공이 형성된 드로우 바(Draw bar)(20)가 연결 고정되며, 드로우 바(20)에 형성된 중공의 중심축과 회전유압실린더(15)에 형성된 중공의 중심축은 일치한 상태로 연통되어 있다.

그리고, 두 개의 유체공급호스(12)와 드레인 호스(11)는 회전유압실린더(15)와 유압탱크(14)에 연결되어 유압탱크(14)에 저장된 유체를 회전유압실린더(15)로 공급 및 배출하며, 두 개의 유체공급호스(12)에는 방향전환밸브(13)가 설치된다.

이러한 중공이 형성된 회전유압실린더(15)와 그 주변장치 즉, 호스(11, 12), 유압탱크(14), 밸브(13) 등과 같은 장치는 일반적인 유압시스템의 구성요소로서, 그에 대한 구체적인 설명은 생략하며, 회전유압실린더(15)와 전조가공부(50)의 유기적 결합관계 및 회전유압실린더(15)의 스트로크 신축에 따른 전조가공부(50)의 작동관계에 대하여 후술하겠다.

한편, 회전유압실린더(15)의 피스톤에 연결된 드로우 바(20)는 스핀들(spindle)(40)에 삽입된 상태로 위치한다.

즉, 스핀들(40)의 내부에 드로우 바(20)가 위치하고, 이런 스핀들(40)의 외주둘레에는 복수의 풀리(pulley)(34)가 배치되며, 이런 스핀들(40)의 양단부는 회전 가능하도록 볼베어링이 포함된 지지대에 의해 지지된다. 그리고, 이런 풀리(34)는 제2 구동부(30)에 의해 회전한다.

제2 구동부(30)는 모터(31)이며, 모터(31)에 설치된 감속기(32)의 회전축에도 복수의 풀리(도면에 도시안됨)가 고정되고, 회전축에 고정된 풀리와 스핀들(40)에 고정된 풀리(34)를 V벨트(35)가 연결한다. 따라서, 모터(31)의 회전은 V벨트(35)를 통해 스핀들(40)로 전달된다.

한편, 회전유압실린더(15)에 연결된 스핀들(40) 및 드로우 바(20)는 전조가공부(50)에 연결된다. 스핀들(40)은 척(51)의 후면(회전유압실린더와 마주하는 면)에 고정된 어댑터플레이트(52)에 고정되고, 드로우 바(20)는 척(51)의 웨지 플런저(Wedge plunger)(58)에 연결된다.

따라서, 제1 구동부(10)인 회전유압실린더(15)의 스트로크가 신축하게 되면 웨지 플런저(58)가 확장 또는 축소된다.

이러한 웨지 플런저(58)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 죠오(54)가 고정되고, 죠오(54)는 척(51)의 내경과 외경을 연결하는 슬라이드 홈(53)에 삽입된 상태로 배치되며, 슬라이드 홈(53)에 삽입되어 위치한 죠오(54)는 도브테일(dovetail)과 같은 방식으로 슬라이드 홈(53)을 따라 이동하면서 확장 또는 축소된다.

본 고안의 한 실시예에 따른 유압 척을 이용한 핀튜브 전조가공장치(100)에서의 웨지 플런저(58)와 죠오(54)는 일반적인 선반 등에서 피가공물을 고정하는 척의 웨지 플런저와 죠오와 같은 구조를 갖는다.

한편, 제2 구동부(30)인 모터(31)가 회전하면, 스핀들(40)이 회전하고 스핀들(40)의 회전에 의해 척(51)이 회전한다.

따라서, 죠오(54)는 회전유압실린더(15)에 의해 확장 또는 축소되며 동시에 모터(31)의 구동에 의해 회전 가능하다.

여기에서, 죠오(54)는 척(51)의 원주를 따라 120°의 각도로 3개의 죠오(54)가 위치할 경우가 있는가 하면, 도면에 도시되지는 않았지만, 180°의 각도로 2개의 죠오가 위치하는 경우와 90°의 각도로 4개의 죠오가 위치하는 경우도 있다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 회전유압실린더(15)와 드로우 바(20) 및 척(51)에 형성된 중공은 그 중심축이 일치하도록 위치한다.

즉, 이들 회전유압실린더(15)와 드로우 바(20) 및 척(51)의 중공은 일직선상에 상호 연통되어 위치하며, 모터(31)는 그 하부에 위치한다. 이와 같은 구조로 배치되도록 이들 회전유압실린더(15), 척(51), 모터(31)는 프레임(19)에 고정되며, 이런 프레임(19)에는 상기 일직선과 평행하도록 두 개의 가이드봉(70)이 연장된다.

척(51)에 피가공물(1)이 클램핑된 상태에서 가이드봉(70)은 피가공물(1)과 평행하도록 연장되며, 이런 가이드봉(70)에는 이송부(101)가 설치된다.

이송부(101)는 상기 가이드봉(70)이 관통하도록 두 개의 관통공이 형성되며, 이송부(101)의 상부에는 피가공물(1)을 고정하는 클램프(103)가 고정된다.

이상과 같이 구성된 유압 척을 이용한 핀튜브 전조가공장치의 작동관계에 대하여 상세히 설명하겠다.

피가공물(1)인 관의 일단부를 척(51)의 중공에 삽입하기 위해 회전유압실린더(15)의 스트로크를 신장시킨다. 그러면, 드로우 바(20)는 척(51)의 방향으로 이동하면서 척(51)의 설치된 죠오(54)는 확장된다.

확장된 죠오(54) 사이의 공간으로 피가공물(1)의 일단부를 삽입한 후에 회전유압실린더(15)의 스트로크를 수축한다. 그러면 앞에서 설명한 것과 반대로 죠오(54)는 축소되면서 척(51)에 삽입된 피가공물(1)의 일단부를 가압한다.

그리고, 피가공물(1)의 타단부를 이송부(101)의 클램프(103)에 고정한다. 그리고, 모터(31)를 구동시켜 척(51)을 회전시키면, 죠오(54)가 피가공물(1)의 외주면을 가압한 상태로 척(51)이 회전하기 때문에 피가공물(1)의 외주면에는 골과 산이 형성된다.

이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 핀튜브의 요철부의 형상에 따라 죠오(54)를 교체하여 사용한다. 즉, 피가공물(1)의 외주면과 접하는 단부에 전조다이스(56)가 설치된 죠오(54)를 사용함으로써, 다양한 형태의 핀튜브를 가공할 수 있다.

이와 같이, 다양한 종류의 핀튜브를 가공하기 위해서는 다양한 종류의 전조다이스(56)가 설치된 죠오(54)를 교체하여야 하는데, 죠오(54)의 분리 및 체결관계는 일반적인 선반의 척과 동일한 방식으로 척으로부터 죠오를 분리한다.

즉, 죠오(54)와 웨지 플런저(58)를 연결 고정하는 고정볼트(59)를 풀고, 죠오(54)를 척(51)의 슬라이드 홈(53)으로부터 분리한다. 그리고, 교체하고자 하는 죠오(54)를 척(51)의 슬라이드 홈(53)에 삽입시키고 다시 고정볼트(59)를 체결하여 웨지 플런저(58)와 죠오(54)를 고정한다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안의 유압 척을 이용한 핀튜브 전조가공장치는 척에 고정된 죠오를 교체함으로써, 다른 형상의 핀튜브를 전조 가공할 수 있어 작업 효율을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 고안의 유압 척을 이용한 핀튜브 전조가공장치는 피가공물을 유압으로 고정함으로써, 작업이 신속하여 생산성을 향상시킨다는 장점이 있고, 그 구성요소들이 간단하여 정비 및 보수가 용이하다는 장점이 있다.

이상에서 본 고안의 유압 척을 이용한 핀튜브 전조가공장치에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 고안의 가장 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 고안을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 고안의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (2)

1. 피가공물을 클램핑하여 이송하는 이송부를 포함하며, 상기 이송부에 의해 이송되는 피가공물과 접하여 회전하면서 상기 피가공물을 핀튜브로 제조하는 핀튜브 전조가공장치에 있어서,

   상기 피가공물이 삽입되도록 중공이 형성되며 원주를 따라 중심을 향해 미끄러지는 복수의 죠오들이 설치된 척과,

   상기 죠오들이 상기 피가공물과 접하거나 또는 상기 피가공물로부터 이격되도록 상기 죠오들에 연결되어 그 스트로크가 신축하는 유압장치와,

   상기 척에 연결되는 스핀들과,

   상기 스핀들을 회전시키는 모터를 포함하며,

   상기 척과 상기 유압장치와 상기 스핀들에는 중공이 형성되어 상호 연통된 것을 특징으로 하는 핀튜브 전조가공장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 모터에는 감속기가 설치되고, 상기 감속기의 회전축과 상기 스핀들의 둘레에는 각각 풀리가 형성되며, 상기 풀리들을 벨트가 연결하여 상기 모터의 회전을 상기 스핀들의 회전으로 전달하는 것을 특징으로 하는 핀튜브 전조가공장치.