KR20110063385A

KR20110063385A - 금속 파이프의 연속 파형 형성 장치

Info

Publication number: KR20110063385A
Application number: KR1020100123094A
Authority: KR
Inventors: 빌헬름 웅어; 폴커 쭘마흐; 클라우스 프리드리히 터위네
Original assignee: 넥쌍
Priority date: 2009-12-04
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2011-06-10
Also published as: EP2329896A1; CN102179436A; US20110132053A1; EP2329896B1; CN102179436B; ATE544537T1; US8631672B2

Abstract

본 발명은 금속 파이프(1)의 연속 파형 형성 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 매끄러운 파이프 둘레에서 회전할 수 있는 상기 파이프에 대해 편심 배열된 공구(14)를 구비한 공구 홀더(13)를 포함하며, 상기 공구는 상기 장치가 작동할 때 상기 파이프에 횡방향으로 파형을 형성한다. 상기 공구 홀더(13)에는 제1 중공 축(12)이 배출 방향으로 거리를 두고 고정되고, 상기 제1 중공 축은 파형 공정 후에 상기 파이프를 둘러싸며 상기 공구 홀더(13)와 함께 전기 모터에 의해 축을 중심으로 회전할 수 있다. 제1 중공 축(12)의 상기 공구 홀더(13) 맞은편 쪽 단부에는 상기 제1 중공 축에 대해 간격을 두고 동축으로 제2 중공 축(16)이 배열되며, 상기 제2 중공 축은 전기 모터에 의해 축 둘레를 회전할 수 있도록 배열된다. 상기 제1 중공 축(12)과 제2 중공 축(16) 사이에서 동력을 전달하기 위해 서로 동심으로 배열된 두 개의 링형 영구 자석, 즉 제1 영구 자석(15) 및 제2 영구 자석(19)이 자기 결합이 형성되도록 배열되고, 상기 두 개의 영구 자석은 공극으로 분리되어 있으며, 상기 영구 자석 중 제1 영구 자석(15)은 제1 중공 축(12)의 외부에 고정되고, 제2 영구 자석(19)은 제2 중공 축(16)의 내부에 고정된다.

Description

금속 파이프의 연속 파형 형성 장치{APPARATUR FOR THE CONTINUOUS WAVES OF A METALLIC TUBE}

본 발명은 금속 파이프의 연속 파형 형성 장치에 관한 것으로, 상기 장치는

매끄러운 파이프 둘레에서 회전할 수 있는 상기 파이프에 대해 편심 배열된 공구를 구비한 공구 홀더를 포함하며, 상기 공구는 상기 장치가 작동할 때 상기 파이프에 횡방향으로 파형을 형성하고, 상기 파이프를 종방향으로 이송하는 배출 수단을 구비하며, 상기 공구 홀더에는 제1 중공 축이 배출 방향으로 거리를 두고 고정되고, 상기 제1 중공 축은 파형 공정 후에 상기 파이프를 둘러싸며 상기 공구 홀더와 함께 전기 모터에 의해 축을 중심으로 회전할 수 있으며, 공구 홀더와 제1 중공 축으로 구성된 유닛이 축 방향으로 이동할 수 있도록 배열된다(EP 1 084 774 B1).

상기 파이프는 파형으로 인해 한편으로는 잘 휘어질 수 있고, 다른 한편으로는 파이프에 영향을 주는 힘에 대해 방사상 방향으로 안정적이다. 상기 파이프는 액상 매체를 운반하기 위해 사용될 수 있으며, 또한 전기 케이블 및/또는 광 케이블용 외피 또는 도체로서도 사용된다. 케이블 심선을 보호하기 위해 사용되는 외피로서 사용되는 파이프는 금속으로 구성될 수 있다. 도체로 사용되는 파이프는 바람직하게는 고주파 케이블에서 사용되며, 바람직하게는 구리로 구성된다.

전술한 EP 1 084 774 B1에 따른 장치의 경우, 공구 홀더에 고정된 제1 중공 축은 동시에 작동하는 전기 모터의 회전자를 형성하며, 상기 전기 모터의 고정자는 장치의 부품에 배열된다. 상기 장치가 작동할 때, 제1 중공 축은 전기 모터의 부품으로서 중공 축의 축 둘레를 회전한다. 이때, 중공 축은 이에 고정된 공구 홀더를 함께 회전시키며, 공구 홀더의 공구는 축방향으로 연속적으로 운반된 파이프에 파형을 형성한다. 연결된 중공 축을 구비한 공구 홀더 및 전기 모터의 고정자는 이렇게 공지된 장치에서 축 방향으로 이동할 수 있게 배열된 유닛으로 통합되어 있다. 이로 인해, 연속적으로 제작할 때 발생할 수 있는 정해진 중심으로부터 벗어난 파형의 편차가 보정될 수 있다. 상기한 유닛은 상대적으로 중량이 많이 나가기 때문에, 이 유닛을 약간이라도 이동시키기 위해서 상대적으로 많은 비용이 소모될 수 있다.

본 발명의 목적은 상기한 장치를 간단하고 용이하게 구축하는 것이며, 공구 홀더의 회전을 위해 보다 높은 회전수가 도달되도록 하는 것이다.

본 발명의 상기 목적은,

- 제1 중공 축의 공구 홀더 맞은편 쪽 단부에는 제1 중공 축에 대해 간격을 두고 동축으로 제2 중공 축이 배열되며, 상기 제2 중공 축은 전기 모터에 의해 축 둘레를 회전할 수 있도록 배열되며,

- 제1 중공 축과 제2 중공 축 사이에서 동력을 전달하기 위해 서로 동심으로 배열된 두 개의 링형 영구 자석, 즉 제1 영구 자석 및 제2 영구 자석이 자기 결합이 형성되도록 배열되고, 상기 두 개의 영구 자석은 공극(air gap)으로 분리되어 있으며, 상기 영구 자석 중 제1 영구 자석은 제1 중공 축의 외부에 고정되고, 제2 영구 자석은 제2 중공 축의 내부에 고정됨으로써 해결된다.

한편으로는 전기 작동 모터와 다른 한편으로는 공구 홀더 및 이에 연결된 제1 중공 축으로 구성되어 축을 중심으로 회전할 수 있는 유닛이 상기 장치에서 기계적으로 분리되어 있다. 따라서, 제작 과정에서 공차를 보정 하기 위해 공구 홀더 및 이에 연결된 제1 중공 축이 축 방향으로 이동할 수 있도록 배열되어 있어야 한다. 이것은 이동될 부품의 엄청난 무게 감소뿐 아니라, 상기 장치의 구성의 단순화를 의미한다. 전기 작동 모터는 움직일 수 없도록 단단하게 장치에 장착될 수 있다. 공구 홀더와 제1 중공 축의 가능한 축 방향 이동은 전기 모터에 반작용을 주지 않고 제1 중공 축과 제2 중공 축 사이에 배열된 자기 결합을 통해 조정된다. 전체적으로, 적은 수량의 부품이 이동될 수 있고, 제1 중공 축의 베어링이 제1 중공 축과 함께 이동되기 때문에, 허용된 높은 회전수를 갖는 베어링이 사용될 수 있다. 이로 인해, 제1 중공 축의 회전수는 상기 공구 홀더와 함께 증가할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 금속 파이프의 파형을 위한 장치를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 도 1에 따른 장치에서 사용된 파이프의 파형을 위한 장치를 확대 도시한 도면,
도 3은 도 2에 따른 장치의 단면을 확대 도시한 도면이다.

다음에서는 파형 공정을 위해, 예를 들어 강철, 구리 또는 알루미늄으로 구성될 수 있는 매끄러운 금속 파이프에 기초하여 상세하게 설명한다. 파이프 제조 방법은 부차적인 것이다. 예를 들어 금속 밴드로부터 슬롯 파이프로 성형 될 수 있으며, 상기 슬롯 파이프의 종 방향으로 뻗어 있는 슬롯(slot)은 예를 들어 전술한 EP 1 084 774 B1에 기재되어 있는 것처럼 용접을 통해 폐쇄될 수 있다.

도 1에 따르면, 매끄러운 파이프(1)가 직사각형으로 암시되어 있는 배출 수단(2)에 의하여 화살표 방향(3)으로 파이프의 종방향으로 이동되며, 이때 매끄러운 파이프(1)의 횡방향으로 파형을 형성하는 장치(4)를 관통하여 이동된다. 이 장치(4)를 통과하여 배출 수단(2)에 의해 이동되는 파형이 형성된 파이프(5)는 코일(6)에 감길 수 있다. 배출 수단(2)로는 예를 들어 캐터필러(caterpillar) 배출 수단 또는 콜릿 척(collet chuck) 배출 수단와 같은 모든 공지된 배출 수단가 사용될 수 있으며, 이러한 배출 수단는 전술한 EP 1 084 774 B1에 공지되어 있다. 상기 파이프(5)의 파형은 나선형, 또는 링형으로 형성될 수 있다.

상기 장치(4)의 구성은 예를 들어 도 2의 확대도에 도시되어 있다:

상기 장치(4)는 프레임(7)을 구비하며, 이 프레임은 예를 들어 실린더 롤러 가이드 시스템 또는 선형 가이드 시스템(도시되지 않음)에 의하여 프레임(8) 내에서 양 방향으로 표시된 화살표 방향(9)으로 이동될 수 있다. 상기 프레임(7)에는 두 개의 베어링 위치(10 및 11)가 제공되며, 상기 베어링 위치는 예를 들어 롤러 베어링으로 형성된다. 상기 두 개의 베어링 위치(10 및 11)에는 제1 중공 축(12)이 중심 둘레를 회전할 수 있도록 배열된다.

상기 제1 중공 축(12)은 축 방향 단부에서 공구 홀더와 단단하게 연결되어 있고, 공구 홀더는 파이프(1)에 대해 편심 배열된 공구(14)를 구비하며, 이 공구는 장치가 작동할 때 지속적으로 순환하면서 파이프(1)에 파형을 형성한다. 배출 방향(도 1의 화살표 3 참조)으로 공구(14)의 후방에 파형된 파이프(5)가 위치한다. 파형 공정시 발생할 수 있는 공차는 프레임(7)의 축 방향 가동성으로 인해 조정되며, 제1 중공 축(12)과 공구 홀더(13)만 프레임과 함께 움직인다.

제1 중공 축(12)의 공구 홀더(13)의 맞은편 쪽에 있는 축 방향 단부에는 이 단부를 감싸고 있는 제1 링형 영구 자석(15)이 단단하게 설치되어 있다. 제1 중공 축(12)의 상기 단부 위에는 제2 중공 축(16)이 배열되고, 이 중공 축은 제1 중공 축(12)에 대해 동심으로 축을 중심으로 회전할 수 있도록 배열된다. 이를 위해, 상기 장치(4)의 프레임(8)에 롤러 베어링으로 형성될 수 있는 두 개의 베어링 위치(17 및 18)가 선정된다. 제1 영구 자석(15)의 위쪽에 제2 링형 영구 자석(19)이 제2 중공 축(16)에 고정되며, 이 영구 자석은 제1 영구 자석(15) 둘레를 감싸며, 장착 위치에서 상기 제1 영구 자석과 공극(20)을 갖도록 분리되어 있다. 이는 영구 자석(15 및 19)에 의해 형성된 자기 결합의 단면을 개략적으로 설명하고 있는 도 3의 확대도에 도시되어 있다. 제2 중공 축(16)은 예를 들어 V벨트를 이용하여 전기 모터(도시되지 않음)와 연결되고, 상기 장치(4)가 작동하는 동안 전기 모터를 통해 상기 제2 중공 축이 회전된다.

축을 중심으로 회전하는 제2 중공 축(16)은 두 개의 영구 자석(15 및 19)에 의해 형성된 자기 결합을 통해 제1 중공 축(12)을 함께 회전시키며, 상기 제1 중공 축은 공구 홀더(13)와 함께 동일한 회전수로 회전하고, 제2 중공 축(16)은 상기 중공 축 및 매끄러운 파이프(1)와 함께 회전한다. 두 중공 축(12 및 16)을 작동시키는 전기 모터는 자기 결합을 통해 제1 중공 축(12)과 공구 홀더(13)로부터 기계적으로 분리된다. 따라서, 이동하도록 배열된 프레임(7)으로 인해 공구 홀더(13)를 포함한 제1 중공 축(12)의 가능한 축 방향 이동은 제2 중공 축(16) 및 전기 모터에 전달되지 않는다.

두 개의 영구 자석(15 및 19)은 바람직하게는 축 방향으로 상이한 폭으로 배치되기 때문에, 영구 자석들의 위치는 상대적으로 서로 안정적이다. 이로 인해, 두 개의 영구 자석은 제1 중공 축(12)의 이동을 위해 필요한 작은 영역에서 실질적으로 축 방향으로 작용하는 동력을 발생시키지 않기 때문에, 제1 중공 축(12)의 축 방향 이동이 방해받지 않는다. 이러한 측면에서, 도시된 실시예의 제1 영구 자석(15)은 축 방향으로 제2 영구 자석(19)보다 짧고 좁다. 제1 영구 자석(15)이 제2 영구 자석(19)보다 폭이 더 넓게 실행될 수 있다.

Claims

금속 파이프 연속 파형 형성 장치로서, 매끄러운 파이프 둘레에서 회전할 수 있는 상기 파이프에 대해 편심 배열된 공구를 구비한 공구 홀더를 포함하며, 상기 공구는 상기 장치가 작동할 때 상기 파이프에 횡방향으로 파형을 형성하고, 상기 파이프를 종방향으로 이송하는 배출 수단을 구비하며, 상기 공구 홀더에는 제1 중공 축이 배출 방향으로 거리를 두고 고정되고, 상기 제1 중공 축은 파형 공정 후에 상기 파이프를 둘러싸며 상기 공구 홀더와 함께 전기 모터에 의해 축을 중심으로 회전할 수 있으며, 공구 홀더와 제1 중공 축으로 구성된 유닛이 축 방향으로 이동할 수 있도록 배열되는, 금속 파이프의 연속 파형 형성 장치에 있어서,
- 상기 제1 중공 축(12)의 상기 공구 홀더(13) 맞은편 쪽 단부에는 상기 제1 중공 축에 대해 간격을 두고 동축으로 제2 중공 축(16)이 배열되며, 상기 제2 중공 축은 전기 모터에 의해 축 둘레를 회전할 수 있도록 배열되며,
- 상기 제1 중공 축(12)과 제2 중공 축(16) 사이에서 동력을 전달하기 위해 서로 동심으로 배열된 두 개의 링형 영구 자석, 즉 제1 영구 자석(15) 및 제2 영구 자석(19)이 자기 결합이 형성되도록 배열되고, 상기 두 개의 영구 자석은 공극으로 분리되어 있으며, 상기 영구 자석 중 제1 영구 자석(15)은 제1 중공 축(12)의 외부에 고정되고, 제2 영구 자석(19)은 제2 중공 축(16)의 내부에 고정되는 것을 특징으로 하는 금속 파이프의 연속 파형 형성 장치.
제1항에 있어서,
상기 두 개의 영구 자석(15, 19)은 바람직하게는 축 방향으로 상이한 너비를 갖는 것을 특징으로 하는 금속 파이프의 연속 파형 형성 장치.