KR200349539Y1 - 테이퍼기울기를 갖는 강재파이프 성형장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 금속 철판을 순차적으로 절곡시키며 포밍하는 방식이 아닌 미리 완성된 기존의 원통형 강재파이프의 재가공을 통해 가로등 기둥이나 전주용으로 유용하게 사용되어질 수 있도록 각형 또는 원통형 파이프로 제조되는 테이퍼기울기를 갖는 강재파이프 성형장치에 관한 것이다.

본 고안은, 양단부의 직경이 모두 동일한 기존의 원통형 또는 사각형의 강재파이프(10)를 파이프성형기(40)와 견인장치(50)를 이용하여 인발하듯이 잡아당기는 것만으로 원하는 형태와 모양을 가지는 각형 또는 원통형 파이프로 재성형하는 방식으로 개선되므로서 제조가 휠씬 간편하다는 장점이 있고, 자동화된 설비에서 생산이 가능하므로 생산성 및 작업성이 현저하게 향상되는 이점이 있는 것이며, 자동화 시스템은 작업 환경 및 작업자 안전보장에 크게 기여할 수 있다.

Description

테이퍼기울기를 갖는 강재파이프 성형장치{TAPER PIPE PRODUCTION MACHINE}

본 고안은 테이퍼기울기를 갖는 강재파이프 성형장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존 강재 파이프의 재가공에 의해 양쪽이 서로 다른 직경을 갖는 테이퍼 강관 즉, 한쪽 길이방향을 따라 일정한 테이퍼기울기를 갖는 가로등 기둥이나 전주용으로 유용하게 이용되어질 수 있는 테이퍼기울기를 갖는 강재파이프 성형장치를 제공함에 있는 것이다.

일반적으로 강재파이프는 인발을 통해 일정한 단위길이로 생산되고, 이들은 모두 동일한 직경과 형상으로 제조된다.

따라서 특수한 용도와 사용목적에 따라 즉, 도 1a, 도 1b에 나타낸 바와 같이 지면에 자립되게 세워지는 일부 가로등이나 전주들은 이들이 안정감 있게 세워질 수 있도록 상협하광의 형태로 성형하고 있는 것이다.

이를 위해 선출원된 특허출원 2003-40791호에서는 도 2와 도 3에 나타낸 바와 같이 금속 철판으로 구성된 소재(W)를 공급하는 소재공급부(110)와, 상기 소재공급부(110)로공급된 소재(W)를 성형기내측으로 이송하는 소재이송부(120:121,122)와, 상기 소재이송부(120)에서 이송되는 소재가 좌·우 비틀림없이 정위치에 세팅시키는 소재세팅부(130)와, 상기 소재세팅부(130)에서 세팅된 소재(W)를 다수의금형롤러를 이용하여 순차적으로 절곡시키는 소재포밍부(140:140a,140b,140c,140d)와, 상기 소재포밍부(140)에서 절곡 성형되는 양쪽 끝단 이음부가 서로 접촉할 수 있도록 압착시키는 이음매압착부(150)와, 소재의 양쪽 이음매를 용접하는 용접부(160)와, 완성된 파이프를 성형기 외부로 이송하는 배출부(170)가 구비된 파이프 성형기에 의해 양단부가 서로 다른 직경을 이루도록 길이방향으로 일정한 테이퍼기울기를 가지도록 성형하는 강재파이프 성형기(100)가 제안되었다.

하지만 상기한 파이프성형기(100)는 도 4에서와 같이 다수의 금형롤러를 이용하여 금속 철판을 순차적으로 절곡되게 포밍시키는 방법으로 강재파이프를 제조하고 있어 하나의 완제품을 얻기 위해서는 다양한 각도로 형성된 다수의 금형롤러를 필요로 하였을 분만 아니라, 완제품이 각형파이프가 아닌 원형 파이프인 경우에는 이 보다도 더 많은 금형롤러를 구비하여 필요한 각도만큼씩 순차적으로 포밍시켜야만 하므로 초기 시설투자비(다수의 금형롤러 제작비)가 과다하게 소요되어지는 단점이 지적되기도 하였다.

이에 본 고안은 상기한 종래의 문제점을 개선함을 그 목적으로 하고 있는 것으로, 본 고안의 목적은 길이방향으로 일정한 테이퍼기울기를 갖는 강재파이프를 성형함에 있어서, 금속 철판을 순차적으로 절곡시키면서 포밍하는 방식아니고 미리 완성된 기존의 원통형 강재파이프를 한쪽 방향으로 일정한 테이퍼기울기를 이루도록 가로등 기둥이나 전주용으로 유용하게 사용되어질 수 있도록 원하는 형태와 모양을 가지는 각형 또는 원통형 파이프로 재가공하는 방식으로 개선된 테이퍼기울기를 갖는 강재파이프 성형장치를 제공함에 있는 것이다.

이하, 본 고안을 첨부 도면을 참고하여 그 구성 및 작용 효과를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도1a, 1b는 일반적인 가로등 기둥과 전주의 예시도,

도2는 종래 파이프 성형기의 구성을 나타낸 예시도,

도3은 종래 파이프 성형기에 의해 강재파이프가 제조되는 과정을 나타낸 예시도,

도4는 본 고안의 테이퍼기울기를 갖는 강재파이프를 성형하는 공정도,

도5는 본 고안의 테이퍼기울기를 갖는 강재파이프 성형장치의 전체 구성도,

도6a, 6b는 본 고안에 따른 테이퍼기울기를 갖는 강재파이프 성형장치에 있어 파이프성형기의 구성을 나타낸 정면도와 평면도,

도7a, 7b, 7c는 본 고안에 따른 파이프성형기의 여러 실시예도,

<도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 강재파이프 20: 소성가공부

30: 열압착부 40: 파이프성형기

41: 몸체

42:42a,42b,42c,…,42n-1,42n: 가이드홈

44:44a,44b,44c,…,44n-1,44n: 압압지그

45: 회전판 46: 구동모터

50: 견인장치 60: 지지프레임

70: 콘트롤러

도 4는 본 고안에 따른 테이퍼기울기를 갖는 강재파이프를 성형하는 과정을 설명하는 공정도로서, 본 고안은 길이방향으로 일정한 테이퍼기울기를 갖는 강재파이프 성형을 위해 기존의 강재파이프를 사전 성형하는 예비성형단계와, 상기 예비성형단계에서 완성된 강재파이프를 파이프성형기를 이용하여 본 성형을 실시하는 본성형단계로 구성되어 길이가 기존의 강재파이프를 인발하듯이 잡아당기는 방식에 의해 기존 강재파이프의 외주면이 길이방향을 따라 일정한 테이퍼기울기를 이룰 수 있도록 성형되는 테이퍼기울기를 갖는 강재파이프를 제공함에 그 특징이 있다.

상기 예비성형단계는, 강재파이프(10)의 응력 제거를 위해 소성 가공을 실시하는 응력제거단계(S10)와, 응력이 제거된 강재파이프(10)의 외주면을 압착롤러로 가압하여 파이프성형기의 내측으로 투여될 수 있는 소경부를 이루도록 단부압착부(30)에 의해 그 선단이 부분적으로 압착되는 콘성형부(11)를 형성단계(S20)와, 상기 강재파이프(10)의 선단 콘성형부(11)에 클램프(13)를 고정되게 조립하는 클램프조립단계(S30)로 구성된다.

상기 응력제거단계(S10)는 기존 강재파이프가 갖는 응력을 제거하기 위해 약품처리 방식을 이용하고, 상기 약품처리방식은 먼저, 황산을 이용한 산세처리를통해 기존 강재파이프의 녹을 제거하는 단계와, 산세 처리된 강재파이프의 외주면에 인산염처리용 피막을 형성하는 단계와, 피막이 코팅된 강재파이프에 또 다시 인발용 코팅재를 도장하는 단계로 구성되어 기존 강재파이프가 갖는 응력을 제거하여 본성형이 보다 용이하게 이루어지도록 하고 있다.

상기 본성형단계는, 클램프(13)가 조립된 강재파이프(10)의 선단이 파이프성형기(40) 내측에 끼워지도록 밀어넣는 강재파이프고정단계(S40)와, 상기 파이프성형기(40)에 고정된 강재파이프(10)의 클램프(13)에 강재파이프(10)를 잡아당기도록 된 견인장치(50)를 고정하는 견인장치연결단계(S50)와, 상기 견인장치구동부(55)와 연결된 견인장치(50)를 이용하여 파이프성형기(10)의 내측으로 강재파이프가 통과할 수 있도록 길이방향으로 잡아당기는 단계(S60)와, 상기 파이프성형기(40)를 통과하는 강재파이프(10)의 이송속도(량)에 따라 그 외주면과 긴밀하게 접촉되는 압압지그(44)가 파이프성형기(40)에 형성된 가이드홈(42)을 따라 방사상으로 이동시키도록 제어하는 지그제어수단(S70)을 포함하고 있다.

본 고안의 따른 테이퍼기울기를 갖는 강재파이프 성형장치는 단 1회 실시하는 것만으로도 필요한 크기와 형태로 제작도 가능하지만 비교적 대구경인 경우에는 2~3회 반복적으로 실시하면서 점진적으로 직경이 줄어들수 있도록 성형도 가능한 것이다.

도 5는 본 고안에 따른 길이방향으로 일정한 테이퍼기울기를 갖는 강재파이프 성형장치의 구성을 나타낸 참고도로서, 본 고안은 길이방향으로 일정한 테이퍼기울기를 갖는 강재파이프 성형장치는 강재파이프(10)의 응력을 제거하는 소성가공부(20)와, 응력이 제거된 강재파이프(10)의 일측단이 파이프성형기(40)의 내측으로 투여될 수 있는 크기의 소경부를 이루도록 부분적으로 가압되는 콘성형부(11)를 형성하는 단부압착부(30)와, 상기 파이프성형기(40)의 배면부에 위치하여 강재파이프(10)의 선단이 파이프성형기(40)의 내측으로 끼워지도록 강재파이프(10)를 밀어넣는 실린더(36)가 구비된 강재파이프이송부(35)와, 방사상으로 설치된 가이드홈(42)에 조립되는 다수의 압압지그(44)에 의해 강재파이프(10)의 외주면과 기님하게 접촉하면서 이와 접촉되는 강재파이프의 외주면을 필요한 형상과 모양(사각형, 육각형, 팔각형, 원형 등)을 이루도록 형성하는 파이프성형기(40)와, 상기 파이프성형기(40)와 마주하는 위치에 배치되어 강재파이프(10)가 파이프성형기(40)의 내측으로 통과하도록 강재파이프(10)의 일측단을 인발하듯이 잡아당기는 견인장치(50)와, 상기 파이프성형기(40)의 양쪽에 배치되어 강재파이프(10)의 이송을 안내하는 양쪽 가이드(61,62)에 강재파이프이송부(35) 및 견인장치구동부(50)를 고정되게 지지하는 고정프레임(60)과, 상기 파이프성형기(40)와 견인장치(50)를 각각 제어하는 콘트롤러(70)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 있어서, 소성가공부(20)는 강재파이프(10)의 응력을 제거하는 약품처리를 통해 강재파이프(10)가 응력을 사전 제거하는 소성 가공을 실시한다. 그리하면 예비성형단계 즉, 소성 가공된 강재파이프(10)는 본성형단계인 파이프성형기(40)에 의해 보다 쉽게 원하는 형상과 모양으로 성형 즉, 완제품 성형후에는 열처리를 통해 필요한 응력을 재부여하는 방식을 통해 필요한 강성과 응력을 유지할 수 있도록 한다.

또한, 응력이 제거된 강재파이프(10)는 열압착부(30)를 이용하여 한쪽 선단이 부분적으로 가압되는 소경부 즉, 파이프성형기(40)의 내측으로 투여될 수 있도록 그 단부가 부분적으로 축소되는 콘성형부(11)를 형성한다.

상기 강재파이프(10)에 일측단에 콘성형부(11)를 형성하는 열압착부(30)는 본체의 내측에 강재파이프(10)의 외주면과 접촉할 수 있도록 경사기울기를 갖는 압압로울러가 내제되어 상기 열압착부(30)에 강재파이프(10)의 일측단과 접촉하도록 강제로 밀어넣거나 또는 강재파이프를 회전 운동시킴과 동시에 그와 직교되게 압압로울러를 접촉시키는 방식에 의해 부분적으로 가압되어지며 그 선단의 직경이 서서히 축소되는 콘성형부(11)를 형성한다.

그리고 콘성형부(11)에는 별도의 클램프(13)가 고정되게 조립하여 상기 클램프(13)에 고정되게 조립되는 견인장치(50)에 의해 강재파이프(10)를 길이방향으로 이송시키도록 구성된다.

상기 파이프성형기(40)는 도 6a, 도 6b에 나타낸 바와 같이 유니버셜척(Universal Chuck)의 형태를 가지는 것으로, 그 내측 중심부에 관통되게 커다란 구멍(411)이 천공되는 몸체(41)와, 몸체(41)의 한쪽면에 상기 구멍(411)과 서로 연통되게 원주면을 따라 방사상으로 형성되는 다수의 가이드홈(42:42a,42b,42c,…,42n-1,42n)과, 상기 가이드홈(42)에 각각 조립되어 강재파이프(10)의 외주면과 접촉하며 가압하도록 압압지그(44:44a,44b,44c,…,44n-1,44n)와, 몸체(41)의 배면부쪽에 위치하여 압압지그(44)의 치차(441)와 서로 치합되는 나선형치차(451)가 구비된 회전판(45)과, 상기 몸체(41)에 조립되어 회전판(45)을 회전 운동시키는 회전력을 제공하는 구동모터(46)를 제어하는 콘트롤러(70)로 구성된다.

상기 몸체(41)에 형성되는 가이드홈(42) 및 상기 가이드홈(42)에 각각 조립되는 압압지그(44)는 최소한 4이상 12개 이하로 구성되어, 가공물에 따라 이들을 비례적으로 사용할 수 있는 것이며, 이들은 구동모터(46)에 의해 회전하는 하나의 회전판(45)에 의해 서로 연동하여 동작하도록 조립되고 있다.

또한 몸체(41)에 부설되는 압압지그(44)는 강재파이프(10)와 접촉을 고려하여 몸체(41)에는 인접되는 또 다른 압압지그(44)와 상호 간섭을 유발하지 않도록 몸체(41)의 상면에서 내려다 보았을 때 전,후방향으로 소정의 간격만큼 이격되게 2열로 나란하게 배열하여 각각의 가이드홈(42)에 교대로 배열되어지도록 조립하면 강재파이프(10)의 외주면을 압압하는 압압력이 효과적으로 분산, 압착시키는 효과를 도모하도록 되어 있다.

그리고 상기 압압지그(44)는 하나의 회전판에 의해 이들이 서로 연동되게 구성하는 것을 실시예로 설명하였으나, 필요에 따라서는 상기한 회전판이 아닌 각각의 구동모터에 의해 이들이 독립적으로 이동할 수 있도록 구성할 수 있는 것이며, 각각의 압압지그(44)는 강재파이프(10)의 성형에 따른 마모를 고려하여 강재파이프(10)와 접촉하는 부위와 회전판(45)과 접촉되는 치차(441)이 형성되는 부위를 구분되게 제작하여 이들이 별도의 체결부재(443)에 의해 조립되는 조립식으로 구성하여 마모 및 파손시 부분 교체가 가능하도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 콘트롤러(70)는 파이프성형기(40)를 통과하는 강재파이프(10)의 이송량(속도)에 따라 구동모터(46)와 함께 회전판(45)의 회전속도를 제어하여 회전판(45)과 연동되는 각각의 압압지그(44)가 가이드홈(42)을 따라 바깥쪽방향 또는 그 안쪽방향으로 각각 이동시키도록 구성된다.

그리고 강재파이프(10)를 잡아당기는 견인장치(50)는 강재 와이어 또는 케이블이나, 체인콘베이어 등으로 구성되는 견인줄(51)과 상기 견인줄(51)의 타측단이 결속된채 구동모터에 의해 회전 운동하도록 된 회전드럼(52)으로 구성되어 상기 회전드럼(52)에 견인줄(51)을 감는 것에 의해 강재파이프(10)를 길이방향으로 잡아당기듯이 이동시키도록 되어 있다.

상기한 파이프성형기(40)를 중심으로 견인장치(50) 및 파이프이송장치(35)는 지지프레임(60)의 양쪽 가이드(61,62)에 나란하게 고정되어 동일 직선상에 위치하도록 배치된다.

도7a는 파이프성형기에 4개의 압압지그만이 조립되어 4각형 파이프를 성형하는 실시 예이고, 도7b는 파이프성형기에 8개의 압압지그가 조립되어 8각형 파이프를 성형하는 실시 예이고, 도7c는 파이프성형기에 12개의 압압지그가 조립되어 원형파이프를 성형하는 실시 예이다.

이와 같이 구성된 본 고안은 양단부의 직경이 모두 동일한 기존의 원통형 또는 사각형의 강재파이프(10)를 파이프성형기(40)와 견인장치(50)를 이용하여 인발하듯이 잡아당기는 것만으로 원하는 형태와 모양을 가지는 각형 또는 원통형 파이프로 재성형하는 방식으로 개선되므로서 제조가 휠씬 간편하다는 장점이 있다.

즉, 기존 강재파이프(10)는 응력제거 및 일측단에 클램프(13)가 고정되는 콘성형부(11)를 사전 예비성형단계에서 1차 예비 형성하고, 이를 본성형단계에서는 강재파이프(10)의 일측선단에 조립된 클램프(13)에 견인장치(50)의 견인줄(51)를 연결한 후 상기 견인장치(50)를 이용하여 파이프성형기(40)의 내측을 통과하도록 길이방향으로 인발하듯이 잡아딩김과 동시에 강재파이프(10)의 외주면과 접촉하는 파이프성형기(40)의 압압지그(44)들이 가이드홈(42)을 따라 방사상으로 점진적으로 벌어지도록 제어하므로서 파이프성형기(40)를 통과하는 강재파이프(10)의 양단부가 서로 다른 직경 즉, 외주면이 길이방향으로 일정한 테이퍼기울기를 이루도록 제조가 가능한 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면, 가로등 기둥이나 전주 등과 같은 용도로 이용되는 강재파이프를 금속 철판을 순차적으로 절곡시키면서 포밍하는 방식이 아닌 기존의 원통형 강재파이프를 원하는 형태와 모양을 가지는 각형 또는 원통형 파이프의 외주면만을 재가공하는 방식에 의해 간편하게 제조 생산이 가능하므로 생산성 및 작업성이 현저하게 향상되는 이점이 있는 것이며, 자동화 시스템은 작업 환경 및 작업자 안전보장에 크게 기여할 수 있는 이점이 있다.

또한, 강재파이프의 외주면에 형성되는 테이퍼기울기값은 파이프성형기(40)의 압압지그(44)를 제어하는 방식으로 다양한 형태와 모양으로 제조가 가능하고, 이를 손쉽게 제어하므로써 보다 균일한 제품 생산에 따른 품질과 생산 비용절감으로 해외시장에서 경쟁력을 갖출 수 있어 수출효과도 기대할 수 있는 등의 작용 효과를 갖는 매우 유용한 고안인 것이다.

Claims (2)

1. 길이방향으로 일정한 테이퍼기울기를 갖는 강재파이프 성형장치에 있어서,

   강재파이프(10)의 응력을 제거하는 소성가공부(20)와, 응력이 제거된 강재파이프(10)의 일측단이 파이프성형기(40)의 내측으로 투여될 수 있는 크기의 소경부를 가지도록 부분 가압되는 콘성형부(11)를 형성하는 단부압착부(30)와, 상기 파이프성형기의 배면에 위치하여 강재파이프의 배면부를 파이프성형기의 내측으로 끼워지도록 밀어 이송하는 강재파이프이송부(35)와, 방사상으로 설치된 가이드홈에 조립되는 다수의 압압지그에 의해 강재파이프(10)의 외주면을 가압시키며 필요한 형상과 모양을 이루도록 형성하는 파이프성형기(40)와, 상기 강재파이프(10)를 파이프성형기(40)의 내측으로 통과하도록 강재파이프(10)의 일측단을 인발하듯이 잡아당기는 견인장치(50)와, 상기 파이프성형기(40)의 양쪽에 배치되는 가이드에 고정되는 강재파이프이송부(35) 및 견인장치(50)를 고정되게 지지하는 고정프레임(60)과, 상기 파이프성형기(40)와 견인장치(50)를 각각 제어하는 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 테이퍼기울기를 갖는 강재파이프 성형장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 파이프성형기(40)는 중심부에 관통되게 커다란 구멍(411)이 천공되는 몸체(41)와, 몸체(41)의 한쪽면에 상기 구멍(411)과 서로 연통되게 방사상으로 형성되는 다수의 가이드홈(42:42a,42b,42c,…,42n-1,42n)과, 상기 가이드홈(42)에 조립되어 강재파이프(10)의 외주면과 접촉하는 압압지그(44:44a,44b,44c,…,44n-1,44n)와, 몸체(41)의 배면부쪽에 위치하여 압압지그(44)의 치차(441)와 서로 치합되는 나선형치차(451)가 구비된 회전판(45)과, 상기 몸체(41)에 조립되어 회전판(45)을 회전 운동시키는 회전력을 제공하는 구동모터(46)를 제어하는 콘트롤러(70)가 구비되고, 상기 콘트롤러(70)는 파이프성형기(40)를 통과하는 강재파이프(10)의 이송량(속도)에 따라 구동모터(46)가 회전판(45)을 회전시켜 상기 회전판(45)에 의해 연동되는 각각의 압압지그(44)가 가이드홈(42)을 따라 바깥쪽방향 또는 그 안쪽방향으로 이동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 테이퍼기울기를 갖는 강재파이프 성형장치.