KR20140013460A - 엘보 모형 절단기 - Google Patents

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KR20140013460A KR1020120080455A KR20120080455A KR20140013460A KR 20140013460 A KR20140013460 A KR 20140013460A KR 1020120080455 A KR1020120080455 A KR 1020120080455A KR 20120080455 A KR20120080455 A KR 20120080455A KR 20140013460 A KR20140013460 A KR 20140013460A
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Abstract

본 발명은 엘보 모형 절단기에 관한 것으로서, 상세하게는 철판이 이송롤러에 의해 이송되는 힘을 이용하여 철판을 절단하는 과정에 회전축에 대하여 정해진 각도로 경사지게 결합한 원판이 회전할 때 생기는 각도의 좌우 움직이는 힘을 칼날의 중심축에서 일정거리 후방에 위치한 상부칼날과 하부칼날에 전달하고, 철판의 이송되는 거리와 경사진 원판의 회전하는 거리를 같게함으로서 일정한 곡선으로 철판을 절단 및 가공할 수 있는 엘보모형절단기에 관한 것이다.

Description

엘보 모형 절단기{Elbow cutting machine}
본 발명은 엘보 모형 절단기에 관한 것으로서, 상세하게는 철판이 이송롤러에 의해 이송되는 힘을 이용하여 철판을 절단하는 과정에 회전축에 대하여 정해진 각도로 경사지게 결합한 원판이 회전할 때 생기는 각도의 좌우 움직이는 힘을 칼날의 중심축에서 일정거리 후방에 위치한 상부칼날과 하부칼날에 전달하고, 철판의 이송되는 거리와 경사진 원판의 회전하는 거리를 같게함으로서 일정한 곡선으로 철판을 절단 및 가공할 수 있는 엘보모형절단기에 관한 것이다.
에어덕트는 다양한 용도로 사용될 수 있는데, 주로 난방 및 공기 조화계통에 주로 사용되어서, 공기 또는 분체를 이송시키는 데 사용된다. 이러한 에어덕트는 그 설치되어지는 위치에 따라서 90도, 45도 등 다양한 각도로 휘어질 필요가 있으며, 이 경우에 사용하는 것이 엘보이다. 도 1은 종래의 전형적인 엘보의 개략도이다.
도 1과 같은 종래의 엘보는 원통형상의 덕트를 절단기를 이용하여 절단하여 제작하거나, 절단 형성되는 엘보와 동일한 형상으로 금형을 제작하고 상기 금형에 철판을 넣고 찍어내는 방식으로 제작한다. 이 경우, 엘보의 직경(사이즈)별로 절단기의 절단 지점을 개별적으로 조정하거나 개별적으로 금형을 각각 제작하여야 한다. 따라서 절단기를 사용할 경우에는 절단기의 조작이 번거롭고, 금형을 이용할 경웅에는 금형 숫자가 너무 많아 금형의 제작단가가 높아지는 문제점이 있고, 나아가 프레스 작업의 위험성이 있고, 모재가 큰것은 금형제작이 불가능하고, 금형제작이 가능하더라도 하나하나 수작업을 해야 하는 힘든 점이 있었다.
이에 캐드 프로그램을 탑재하여 정확하게 절단될 지점을 레이저 또는 플라즈마로 절단하는 엘보 모형 절단기도 출시되었다.
그러나 이러한 제품은 캐드프로그램 탑재, 레이저 및 플라즈마 장치 사용등의 이유로 상당히 고가이고, 구성요소가 복잡하므로 유지 보수비가 많이 소요되고 상당한 전력을 사용하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기된 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서,본 발명은 에어덕트의 엘보를 구성하는 곡선형상의 부재들을, 회전축의 회전운동을 경사진 원판을 이용하여 칼날의 좌우 왕복운동으로 변환시키되, 칼날 상하중심으로부터 편심된 축의 좌우회전으로 인하여 곡선으로 형성하는 원리를 이용하여 후방으로 이송되는 철판을 절단 및 가공할 수 있는 엘보 모형 절단기를 제공함을 그 목적으로 한다.
본 발명에 의한 엘보 모형 절단기는
회전축과 상기 회전축에 경사지게 결합한 원판을 포함하는 경사원판부;
상기 원판의 외측면을 접하며 회전하는 회전롤러, 상기 회전롤러에 연결된 칼날고정축 및 상기 칼날고정축에 일정각도 경사지게 결합한 칼날을 포함하는 적어도 하나 이상의 절단부; 및
상기 절단부에 철판을 일정속도로 공급하는 이송부를 포함하며,
상기 회전축의 회전운동은 상기 절단부에서 좌우 왕복운동으로 전환되면서 이송부에 의해 전방으로 이송되는 철판을 일정각도 경사지게 결합한 칼날을 이용하여 곡선으로 절단하는 것을 특징으로 한다.
이를 구체적으로 기술하면, 본 발명에 의한 엘보 모형 절단기는
프레임;
상기 프레임에 결합되어 회전하는 회전축, 상기 회전축에 결합되어 상기 회전축의 수직면에 대하여 일정각도 경사진 제1원판, 및 상기 회전축에 수직면에 대하여 상기 제1원판과 대칭으로 경사진 제2원판을 포함하는 경사원판부;
상기 제1원판의 외측면을 접하는 제1회전롤러, 일단은 상기 제1회전롤러에 연결되고 타단은 제1가압수단에 연결되며 회전축에 평행하게 설치된 제1칼날고정축, 상기 제1칼날고정축의 타단에 연결되어 제1칼날고정축을 제1회전롤러 방향으로 힘을 가하는 제1가압수단, 및 상기 제1칼날고정축에 이동 및 고정이 가능하게 결합한 칼날을 포함하는 제1절단부;
상기 제2원판의 외측면을 접하는 제2회전롤러, 일단은 상기 제2회전롤러에 연결되고 타단은 제2가압수단에 연결된 회전축에 평행하게 설치된 제2칼날고정축, 상기 제2칼날고정축의 타단에 연결되어 제2칼날고정축을 제2회전롤러 방향으로 힘을 가하는 제2가압수단,및 상기 제2칼날고정축에 이동 및 고정이 가능하게 결합한 칼날을 포함하는 제2절단부; 및
상기 회전축의 전단과 후단 중의 어느 한곳 이상에 설치되어 철판을 이송시키는 이송롤러를 포함하는 이송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 프레임의 전단에는 철판이 감겨있는 철판코일이 설치되어 있다.
본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 프레임의 후단에는 제1절단부와 제2절단부에서 절단된 철판을 정해진 간격으로 절단하기 위한 절단샤링기가 추가로 설치되어 있다.
본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 절단샤링기의 후단에는 상기 절단샤량기에서 절단된 철판을 원형으로 말기 위한 원통성형기가 설치되어 있다.
본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 칼날은 제1칼날고정축 또는 제2칼날고정축에 수직으로 결합하는 상부고정체, 상기 상부고정체의 하부에 베어링에 의해 결합하여 회전가능한 중간회전체, 상기 중간회전체의 하부로 상기 중간회전체의 수직면에 대하여 소정의 각도로 경사지게 연장되는 하부연장체, 및 상기 하부연장체에 상하로 부착된 상부칼날과 하부칼날을 포함한다.
본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상부고정체, 중간회전체의 수직방향으로의 중심과 상부칼날, 하부칼날의 수직방향으로의 중심이 일정거리 이격되어 있다.
본 발명에 의한 엘보 모형 절단기는 캐드 프로그램, 플라즈마 절단기와 같이 고가의 장비를 사용하지 않으면서도, 단순히 정해진 각도로 경사진 원판과 편심된 칼날을 이용하여 엘보를 구성하는 부재들을 그 곡선형상에 맞추어 정확하게 절단할 수 있다.
또한 제1회전롤러와 제2회전롤러가 제1원판과 제2원판에 접하는 위치 및 이송롤러와 회전축의 회전속도를 조절하여 다양한 직경과 곡률을 가지는 엘보를 제작할 수 있다.
본 발명에 의한 엘보 모형 절단기는 그 구성요소들이 간단하고, 아울러 이들이 기계적인 연결에 의해서만 작동되므로 엘보 모형 절단기의 제작단가가 저렴하며, 종래의 장비와 같이 플라즈마절단기와 같이 많은 전력을 소모하는 장비를 사용하지 않음으로 인하여 유지보수비용이 적게 소요된다.
특히, 종래의 장비들은 본 발명품에 비하여 5-10배의 전력을 소모하였는바, 본 발명에 의한 엘보 모형 절단기에 의해 전력소모량을 획기적으로 줄일 수 있다.
또한 본 발명에 의한 엘보 모형 절단기는 사각형상의 철판을 최상의 비율로 절단하여 공급되어지는 철판의 손실이 전혀 없이 엘보를 구성하는 부재들을 생산할 수 있다.
또한 철판공급기, 절단샤링기 및 원통성형기를 이용하여, 철판코일에 감겨 있던 철판을 원통 형상의 말린 상태까지 한번에 가공할 수 있다.
도 1은 종래의 전형적인 엘보의 개략도,
도 2는 본 발명에 의한 엘보 모형 제작기에서 절단된 철판의 형상을 도시한 개략도,
도 3은 본 발명에 의한 엘보 모형 절단기의 사시도,
도 4는 본 발명에 의한 엘보 모형 절단기의 평면도,
도 5는 본 발명에 의한 엘보 모형 절단기의 측면도,
도 6은 본 발명에 의한 칼날의 정면도,
도 7은 본 발명에 의한 칼날의 측면도,
도 8은 원통형성기의 단면도,
도 9는 본 발명에 의한 엘보 모형 절단기의 작동원리를 설명하기 위한 도면,
도 10은 칼날의 작동원리를 설명하기 위한 도면,
도 11은 철판공급기, 절단샤링기 및 원통성형부가 설치된 상태에서의 본 발명에 의한 엘보 모형 절단기의 측면도,
도 12는 철판의 가공과정을 도시한 도면이다.
본 발명에 의한 엘보 모형 절단기는 도 1과 같은 형태의 엘보를 구성하는 부재들로 제작하기 위하여, 판형상의 철판을 공급받아서 이를 도 2와 같은 형상으로 절단하는데 사용한다. 도 2는 본 발명에 의한 엘보 모형 제작기에서 절단된 철판의 형상으로서, 엘보에 사용되는 부재(11,12,13,14,15)들이 도시되어 있다.
먼저 본 발명에 의한 엘보 모형 절단기의 구성에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명에 의한 엘보 모형 절단기의 사시도, 도 4는 본 발명에 의한 엘보 모형 절단기의 평면도이고, 도 5는 본 발명에 의한 엘보 모형 절단기의 측면도이다. 도 3에서는 엘보 모형 절단기의 내부를 도시하기 위하여 전면에 커버가 없는 상태로 도시하였지만, 전면에 커버를 설치하는 것이 바람직하다.
도 3 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 본 발명에 의한 엘보 모형 절단기는 프레임(100), 경사원판부(200), 제1절단부(300), 제2절단부(400) 및 이송부(500)를 포함한다.
프레임(100)은 본 발명에 의한 엘보 모형 절단기의 골격을 이루는 부분이다. 프레임(100)은 다양한 형태로 제작될 수 있는데, 도 3 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 중앙에 제1칼날부(300), 제2칼날부(400)와 이송부(500)를 형성시키고, 그 측면으로 경사원판부(200)를 형성시키는 방식으로 제작될 수도 있고, 또는 하단에 제1칼날부(300), 제2칼날부(400)와 이송부(500)를 형성시키고, 상단에 경사원판부(200)를 형성시킬 수도 있다.
경사원판부(200)는 회전축(210), 제1원판(220) 및 제2원판(230)을 포함한다. 회전축(210)은 프레임(100)에 고정된 수직고정대(110)에 결합되어 프레임(100)에 좌우방향으로 연장되고, 별도로 설치된 회전축모터(211)에 의해 작업자가 설정한 일정한 속도로 회전을 하게 된다.
제1원판(220)은 회전축(210)에 결합되어, 회전축(210)의 회전에 의해 회전을 하게 된다. 본 발명에서는 제1원판(220)은 회전축(210)의 수직으로 결합하는 것이 아니라, 회전축(210)의 수직면에 대하여 일정한 엘보의 주어진 각도를 가지고 경사지게 회전축(210)에 결합하게 된다.
제2원판(230)도 제1원판(220)과 마찬가지로 회전축(210)의 수직면에 대하여 일정한 엘보의 주어진 각도를 가지고 회전축(210)에 결합하는데, 제2원판(230)은 제1원판(220)과 회전축(210)의 수직면에 대하여 대칭이 되도록 회전축(210)에 부착되어야 한다.
한편, 도 3 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 제1원판(220)과 제2원판(230)은 원주상의 한점이 서로 결합된 형태로 회전축(210)의 수직면에 대하여 서로 대칭이 되도록 부착시키는 것이 바람직하나, 필요할 경우에는 제1원판(220)과 제2원판(230)이 서로 접하지 않아도 무방하다.
제1절단부(300)는 제1회전롤러(310)에 의해 제1원판(220)과 접하고, 회전축(210)에 대하여 경사지게 결합한 제1원판(220)이 회전을 함에 따라 제1절단부(300)에 고정된 제1회전롤러(310)는 프레임(100)의 좌우방향으로 왕복운동을 하게 된다. 즉, 제1절단부(300)는 제1원판(220)의 회전에 따라 프레임(100)의 좌우방향으로 왕복을 반복하게 된다. 이를 위하여 제1절단부(300)는 제1회전롤러(310), 제1칼날고정축(320), 제1가압수단(330) 및 칼날(340)을 포함한다.
제1회전롤러(310)는 제1칼날고정축(320) 또는 이를 고정하는 제1우측고정대(322)에 고정되어 있으며, 제1회전롤러(310)의 롤러 부분(311)은 제1원판(220)의 외측면을 접하게 된다. 제1원판(220)이 회전을 하면 제1회전롤러(310)는 제1절단부(300)에 고정된 상태로 롤러 부분(311)만 회전을 하게 된다.
제1회전롤러(310)는 제1원판(220)이 회전을 하면서 제1절단부(300)에 대해서는 고정된 위치를 유지하지만, 경사지게 결합한 제1원판(220)의 회전에 따라 프레임(100)의 좌우방향으로 왕복운동을 하게 된다.
제1회전롤러(310)는 롤러 부분(311)의 위치를 조절할 수 있는 제1위치조정수단(312)을 추가로 구비할 수 있다. 제1위치조정수단(312)은 제1원판(220)의 중심에서 제1원판(220)의 원주까지 연장되어서 제1원판(220)의 외측면에서의 제1회전롤러(310)의 롤러부분(311)이 접하는 위치를 조절하는데 사용된다. 제1위치조정수단(312)의 예시로서, 도 3에서 보는 바와 같이, 나사선을 이용하여 이에 결합된 롤러 부분(311)을 회전시켜서 제1원판(220)에서의 롤러 부분(311)의 위치를 조절할 수 있다. 제1위치조정수단(312)에 의해 제1회전롤러(310)가 접하는 제1원판(220)의 측면의 위치가 결정되고, 이를 이용하여 제1회전롤러(310)의 좌우 방향으로의 왕복운동의 범위를 조절할 수 있다. 예를들어, 제1위치조절수단에 의해 제1회전롤러(310)가 회전축(210)의 중심부분을 접하는 경우에는 제1회전롤러(310)가 제1원판(220)의 원주 근처를 접할 경우보다 제1회전롤러(310)의 좌우 왕복운동의 범위가 좁게 된다.
제1칼날고정축(320)은 제1회전롤러(310)와 물리적으로 연결되어 있으며, 여기에는 적어도 하나 이상의 칼날(340)이 결합된다. 제1칼날고정축(320)은 회전축(210)과 평행하게 설치된다. 또한 제1칼날고정축(320)은 칼날(340)이 설치되는 양단으로 제1칼날고정축(320)을 지지하기 위한 지지대로서의 제1좌측고정대(321)와 제1우측고정대(322)를 포함한다. 제1좌측고정대(321)는 제1가압수단(330)과 연결되어 있으며, 제1우측고정대(322)는 제1회전롤러(310)와 연결되어 있다. 제1회전롤러(310)가 경사진 제1원판(220)에 의해 좌우방향으로 이동을 반복하게 되면 제1우측고정대(322)에 의해 기계적으로 연결된 제1칼날고정축(320)도 좌우방향으로 이동을 반복하게 된다.
이 과정에서 제1절단부(300)가 프레임(100) 내에서 일정한 위치를 유지할 수 있도록 제1절단부(300)의 위치를 일정하게 고정시킬 필요가 있다. 이에 제1좌측고정대(321)와 제1우측고정대(322) 이외에 칼날(340)의 양 단으로 제1칼날고정축(320)의 위치를 유지하기 위한 수직고정대(110)가 각각 하나씩 설치된다.
수직고정대(110)는 프레임(100)의 일부로서 프레임(100)에 고정된 부분이며, 이는 제1절단부(300)의 위치를 일정하게 유지하되, 제1절단부(300)가 좌우방향으로 왕복적으로 이동하는 것은 가능하게 결합되어 있어야 한다.
아울러 수직고정대(110)는 제1칼날고정축(320) 이외에도 회전축(210)과 제2칼날고정축(420)의 위치를 일정하게 유지시키는 역할도 한다.
한편 제1칼날고정축(320)은 회전축(210)과 평행하게 설치되는데, 하나의 축의 형상으로 제작될 수 도 있으나, 제1칼날고정축(320)에 결합하는 칼날(340)의 유동을 방지하기 위하여 도 3 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 2개 또는 2개 이상의 축의 형상으로 제작될 수도 있다.
칼날(340)은 제1칼날고정축(320)에 결합되어서 실질적으로 철판을 절단하는 부분이다. 칼날은 적어도 하나 이상 설치될 수 있다.
도 6은 본 발명에 의한 칼날의 정면도이고, 도 7은 본 발명에 의한 칼날의 측면도이다. 도 6과 도 7에서 보는 바와 같이, 칼날(340)은 상부고정체(341), 중간회전체(342), 하부연장체(343) 및 상부칼날(344)과 하부칼날(345)을 포함한다.
상부고정체(341)는 제1칼날고정축(320)에 수직으로 결합되는 부분으로서, 상부고정체(341)의 상부에는 칼날(340)의 위치를 제1칼날고정축(320)에 고정시키기 위한 나사를 포함하는 고정수단(미도시)이 설치되어 있다. 상부고정체(341)의 상부에 위치하는 고정수단을 이용하여 칼날(340)을 제1칼날고정축(320)에 고정 및 이동시킬 수 있다.
중간회전체(342)는 상부고정체(341)의 하부에 결합하는 부분이며, 상부고정체(341)와 중간회전체(342)는 베어링(347)에 의해 결합되어 있다. 상부고정체(341)는 제1칼날고정축(320)에 고정되어 있지만, 중간회전체(342)는 상부고정체(341)에 베어링(347)에 의해 결합되어 있어서, 중간회전체(342)는 회전 가능한 형태가 된다.
하부연장체(343)는 중간회전체(342)에 일측에서 하부방향으로 연장되는 부분이며, 하부연장체(343)에는 상부칼날(344)과 하부칼날(345)이 결합하게 된다. 본 발명에서는 하부연장체(343)가 중간회전체(342)의 일측에서 하부방향으로 연장하되, 소정의 각도로 경사지게 연장되는 것에 특징이 있다. 즉, 하부연장체(343)는 중간회전체(342)의 수직면에 대하여 소정의 각도로 경사지게 연장된다. 여기서 각도의 제한은 없지만, 바람직하게는 3-30도의 각도로 경사진다.
또한 본 발명에서는 도 7에서 보는 바와 같이 상부고정체(341), 중간회전체(342)의 중심과 상부칼날(343), 하부칼날(345)의 중심이 일치하지 않고 일정거리(L)만큼 이격되어 있는 점에 특징이 있다. 이러한 칼날의 구조로 인하여 칼날은 앞서 있는 중심축을 따라 가면서 철판을 곡선으로 절단하게 된다.
하부연장체(343)에는 상부칼날(344)과 하부칼날(345)이 부착되어 회전하게 되는데, 상부칼날(344)과 하부칼날(345)이 맞닿는 지점에서 철판의 절단이 이루어진다. 하부연장체(343)가 중간회전체(342)의 수직면에 대하여 소정의 각도로 경사지어 있으므로, 상부칼날(344)과 하부칼날(345)은 동일한 각도로 경사지게 설치된다. 즉, 본 발명에서의 칼날(340)은 수직면에 대하여 일정한 각도로 편심된 형태로 프레임을 기준으로 중심축의 후방으로 설치된다.
또한 칼날(340)이 2개이상 설치될 경우에는, 칼날(340)이 경사지는 방향은 회전축(210)의 수직면에 대하여 서로 대칭이 되도록 하는 것이 바람직하다. 이는 칼날(340)이 한 방향으로 경사지면 철판이 경사진 방향으로 밀릴 수도 있으므로, 이를 방지하기 위하여 칼날(340)의 경사 방향이 서로 대칭이 되도록 한다.
한편, 실제로 철판이 절단되는 지점은 상부칼날(344)과 하부칼날(345)이 맞닿는 지점이므로, 철판이 절단되는 지점을 작업자가 쉽게 알 수 있도록 하기 위하여 상부고정체(341)와 중간회전체(342)의 중심의 수직면이 상부칼날(344)과 하부칼날(345)의 맞닿는 지점과 일치하도록 각도를 조절하는 것이 바람직하다.
제1가압수단(330)은 제1칼날고정축(320)을 반대방향으로 밀치는 역할을 한다. 이를 위하여 제1가압수단(330)의 일단은 프레임(100) 또는 프레임(100)에 연결된 수직고정대(110)에 연결되어 일정한 위치를 유지하며, 타단은 제1칼날고정축(320) 또는 제1좌측고정대(321)에 결합되어 제1칼날고정축(320)을 반대방향으로 밀치게 된다. 제1가압수단(330)의 형태에 대해서는 특별한 제한은 없지만, 바람직하게는 스프링을 포함하는 탄성체 또는 가압에어실린더를 들 수 있다. 참고로, 도 3에서는 가압에어실린더를 도시하였지만, 도 4에서는 스프링을 도시하였다.
제2절단부(400)도 제1절단부(300)와 동일 또는 대응하는 구성요소로 이루어져 있다. 즉, 제2절단부(400)는 제2회전롤러(410), 제2칼날고정축(420), 제2가압수단(430) 및 칼날(440)을 포함한다. 제2회전롤러(410)가 제2원판(230)과 접한다는 점을 제외하고는, 제1절단부(300)의 제1회전롤러(310), 제1칼날고정축(320), 제1가압수단(330) 및 칼날(340)에 각각 대응하므로, 여기서는 자세한 설명은 생략한다. 참고로, 제2절단부의 도면상의 참조번호는 제1절단부의 도면상의 참조번호에서 첫 자리를 사백 단위로 바꾼 것이다.
이송부(500)는 회전축(210)과 평행하게 설치되어 철판을 일정한 속도로 이송시키는 역할을 하며, 이송부의 형태에 대해서는 특별한 제한은 없지만, 바람직하게는 이송롤러(510)와 이송롤러를 회전시키기 위한 이송롤러모터(520)를 사용한다. 도 3 내지 도 5에서는 이송롤러가 프레임(100)의 3군데 설치된 것으로 도시되어 있다. 이송롤러는 이송롤러모터(520)에 연결되어 일정한 속도로 회전을 하게 된다.
한편 본 발명에 의한 엘보 모형 절단기는 철판의 공급시에 일정한 크기로 절단된 철판을 이송롤러에 안착시키는 방식으로 철판이 공급될 수도 있지만, 바람직하게는 도 3 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 철판이 코일의 형태로 연속적으로 공급된다. 이를 위해서 본 발명에 의한 엘보 모형 절단기는 이송롤러의 전단에 철판의 공급을 위한 철판공급기(600)를 추가로 구비할 수도 있다. 철판공급기(600)는 회전축(210)에 의해 회전할 수 있는 철판코일(610), 상기 철판코일(610)에서 감겨진 철판을 평평하면서 철판코일(610)에 감겨진 철판을 일정한 속도로 이송롤러에 공급하기 위한 철판공급롤러(620)를 포함한다.
한편 본 발명에 의한 엘보 모형 절단기에 의해 곡선형상으로 절단된 철판을 일정한 간격으로 절단하기 위한 절단샤링기(700)가 프레임(100)의 후단에 설치될 수도 있다. 절단샤링기(700)는 이송롤러(500)에 의해 엘보 모형 절단기에서 배출되는 철판을 엘보 하나의 크기에 맞도록 절단하는 역할을 하게 된다. 따라서 절단샤링기(700)는 절단기능 뿐 아니라, 타이머와 같이 일정한 시간 간격으로 절단기능을 발휘할 수 있는 장치도 포함하고 있어야 한다. 아울러 절단기능의 작동시간은 엘보의 직경을 고려하여 작업자가 임의로 정할 수 있어야 한다. 절단샤링기(700)는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것을 사용하면 되므로 여기서는 자세한 설명은 생략한다.
한편, 본 발명에 의한 엘보 모형 절단기는 최종적으로 엘보를 제작하는 것에 목적이 있으므로, 절단샤링기(700)의 후단에는 절단샤링기(700)에서 일정한 크기로 절단된 철판을 원형으로 감겨주는 원통형성기(800)를 추가로 설치하는 것이 바람직하다.
원통성형기는 일반적으로 원통을 성형하는데 적용되는 것을 그대로 적용해도 되나, 바람직한 실시예는 도 8에 도시되어 있다. 도 8은 원통형성기의 단면도로서, 원통형성기(800)는 3개의 성형롤러(810,820,830)를 포함한다. 제1성형롤러(810)와 제2성형롤러(820)의 사이로 공급되는 철판은 제3성형롤러(830)에 의해 원통형상으로 감겨지게 된다.
다음으로 본 발명에 의한 엘보 모형 절단기의 작동원리에 대하여 설명한다.
도 9는 본 발명에 의한 엘보 모형 절단기의 작동과정을 순차적으로 도시한도면이고, 도 10은 칼날의 작동상태를 설명하기 위한 도면이다. 도 9와 도 10에서는 설명의 편의를 위하여 경사원판부(200)가 상부에 위치하고, 제1절단부(300)와 제2절단부(400)가 하부에 좌우측으로 각각 위치하며, 칼날(340,440)이 제1칼날고정축(320)와 제2칼날고정축(420)에 하나씩만 설치된 형태로 도시하였다.
본 발명에서의 엘보모형절단기는 회전축(210)에 의한 발생한 회전력(X)이 경사진 제1원판(220), 제2원판(230) 및 제1회전롤러(310), 제2회전롤러(410)에 의해 칼날(340,440)의 좌우 왕복운동(Y)으로 변환되고, 칼날(340,440)의 좌우 왕복운동은 칼날 자체의 구조적인 특징과 이송롤러의 전방 이송(Z)에 의해 철판을 도 2와 같은 곡선을 형성시키면서 절단시키게 된다.
이를 구체적을 설명하면 아래와 같다.
먼저 회전축(210)이 회전을 하게 되면, 회전축(210)에 경사지게 결합하는 제1원판(220)과 제2원판(230)은 회전축(210)을 중심으로 일정한 속도로 회전을 하게 된다.
제1원판(220)과 제2원판(230)이 회전을 하게 됨에 따라 제1원판(220)과 제2원판(230)에 접하게 되는 제1회전롤러(310)와 제2회전롤러(410)의 롤러 부분(311,411)은 제1원판(220)과 제2원판(230)의 측면 상에서 회전을 하게 된다.
제1회전롤러(310)와 제2회전롤러(410)는 기계적으로 제1가압수단(330)과 제2가압수단(430)에 연결되어서 제1가압수단(330)과 제2가압수단(430)에 의해 도 9a의 중심방향으로 항상 밀치는 힘을 받게 된다.
제1회전롤러(310)와 제2회전롤러(410)가 제1가압수단(330)과 제2가압수단(430)에 의해 중심방향으로 힘을 받게 되므로, 제1회전롤러(310)와 제2회전롤러(410)는 항상 제1원판(220)과 제2원판(230)의 측면과 밀착되게 되고, 이로 인하여 경사진 제1원판(220)과 제2원판(230)에 의해 제1회전롤러(310)와 제2회전롤러(410)는 좌우방향으로 반복해서 왕복운동을 하게 된다.
제1회전롤러(310)와 제2회전롤러(410)가 좌우방향으로 왕복 운동을 하게 됨에 따라 이에 기계적으로 연결된 칼날(340,440)도 좌우방향(Y)으로 왕복운동을 하게 된다.
칼날(340,440)이 좌우방향으로 왕복운동을 하는 사이에 철판은 이송롤러(500)에 의해 일정한 방향(Z)으로 일정한 속도로 이송되므로, 철판은 도 9에서와 같은 형상으로 절단된다.
도 9(a)에서는 제1회전롤러(310)와 제2회전롤러가 제1원판(220)과 제2원판(230)에 의해 좌우 방향으로 각각 최대로 벌어진 형상이 되고, 이로 인하여 제1절단부(300)의 칼날(340)과 제2절단부(400)의 칼날(340, 440)은 최대로 벌어진 형태가 된다.
이 상태에서 회전축(210)이 회전하여 도 9(b)와 같은 형상이 되면, 제1절단부(300)의 칼날(340)과 제2절단부(400)의 칼날(340,440)은 최대한 접한 형태가 된다.
도 9(a)에서 도 9(b)로 전환되는 동안에 철판은 이송롤러에 의해 이송되어서 도 9(b)와 같은 형상으로 절단된다.
본 발명에서 중요한 점은 칼날의 이동 경로이다. 본 발명에서의 칼날은 도 7에서 보는 바와 같이 상부고정체(341), 중간회전체(342)의 수직방향으로의 중심과 상부칼날(343), 하부칼날(345)의 수직방향으로의 중심이 일치하지 않고 일정거리(L)만큼 이격되어 있고, 또한 도 6에서 보는 바와 같이 상부고정체(341)의 수직면과 일정한 각도를 가지고 경사지게 부착되어 있어서, 칼날은 도 9와 도 10에서 보는 바와 같이 곡선의 경로를 그리면서 철판을 절단하게 된다.
도 10에서는 칼날의 움직임을 도시한 것으로서, 도 10에서 칼날이 A, C, E의 위치에 있을 경우에는 칼날은 철판의 이송경로(Z)와 평행하게 위치하게 되지만, 칼날이 B의 위치에 있을 경우에는 칼날은 좌측으로 약간 틀어진 형상이 되고, 칼날이 D의 위치에 있을 경우에는 칼날은 우측으로 약간 틀어진 형상이 된다. 이러한 칼날의 방향 전환은 회전축의 회전력(X)이 좌우방향의 왕복운동(Y)으로 전환되면서 철판의 전진이송(Z)과 결합하면서 자연스럽게 곡선을 그리면서 이루어지는 것이다.
다음으로 본 발명에 의한 엘보 모형 절단기의 작동방법에 대하여 설명한다.
이하의 작동방법에 대한 설명은 철판공급기(600), 절단샤링기(700) 및 원통형성기(800)가 모두 설치된 형태를 기준으로 설명한다. 도 11은 철판공급기, 절단샤링기 및 원통성형부가 설치된 상태에서의 본 발명에 의한 엘보 모형 절단기의 측면도이다.
철판공급기(600)의 철판코일(610)에 감겨있던 철판은 철판공급롤러(620)에 의해 일정한 속도로 펼쳐지면서 이송롤러(500)로 철판을 공급하게 된다.
이송롤러(500)는 철판공급기(600)에서 공급되는 철판을 미리 설정된 속도로 제1절단부(300)와 제2절단부(400)로 이송시키게 된다.
이송롤러(500)가 철판을 일정한 속도로 이송시키는 동안에, 회전축(210)은 작업자가 미리 설정한 일정한 속도로 회전을 하게 된다. 회전축(210)의 회전에 의해 경사진 제1원판(220)과 제2원판(230)은 회전을 하게 되고, 경사진 제1원판(220)과 제2원판(230)이 회전을 함에 따라 제1절단부(300)와 제2절단부(400)는 좌우 방향으로 왕복운동을 하게 된다.
제1절단부(300)와 제2절단부(400)의 좌우방향의 왕복운동과 이송롤러(500)에 의한 철판 이송에 의해 철판은 도 12(a)와 같은 형태로 절단이 된다.
도 12(a)과 같은 형태로 절단된 철판은 절단샤링기(700)에 공급이 되면서 엘보의 직경에 맞도록 절단이 되어 도 12(b)와 같은 형태가 된다. 절단샤링기(700)에서 일정한 크기로 절단된 철판은 원통형성기(800)에 들어가서 원통으로 감겨지고, 이를 수작업 또는 다른 기계를 이용하여 가공하여 도 12(c)와 같은 엘보를 제작하게 된다. 도 12(c)는 엘보의 측면도이다.
본 발명에서는 이송롤러의 이송속도와 회전축(210)의 회전속도를 적절하게 조절하여 다양한 직경을 가지는 엘보를 제작할 수 있다.
나아가 제1원판(220)과 제2원판(230)의 회전축(210)과의 경사각이 서로 다른 경사원판부(200)를 제1절단부(300)와 제2절단부(400)의 양측에 설치하여, 선택적으로 운전함으로서 다양한 크기 및 형상을 가지는 엘보를 제작할 수 있다. 도 12는 경사원판부가 양측으로 설치된 엘보 모형 절단기의 사시도이다. 도 12에서 보는 바와 같이 경사원판부(200)를 양측으로 설치하여 선택적으로 운전함으로서 다양한 크기 및 형상을 가지는 엘보를 제작할 수 있다.
100:프레임 110:수직고정대
200:경사원판부 210:회전축
220:제1원판 230:제2원판
300:제1절단부 310:제1회전롤러
311:롤러 부분 312:위치조절수단
320:제1칼날고정축 321:제1좌측고정대
322:제1우측고정대 330:제1가압수단
340:칼날 341:상부고정체
342:중간회전체 343:하부연장체
344:상부칼날 345:하부칼날
400:제2절단부 410:제1회전롤러
411:롤러 부분 412:위치조절수단
420:제1칼날고정축 421:제1좌측고정대
422:제1우측고정대 430:제1가압수단
440:칼날 441:상부고정체
442:중간회전체 443:하부연장체
444:상부칼날 445:하부칼날
500:이송부/이송롤러 600:철판공급기
700:절단샤링기 800:원통성형기

Claims (7)

  1. 회전축과 상기 회전축에 경사지게 결합한 원판을 포함하는 경사원판부;
    상기 원판의 외측면을 접하며 회전하는 회전롤러, 상기 회전롤러에 연결된 칼날고정축 및 상기 칼날고정축에 일정각도 경사지게 결합한 칼날을 포함하는 적어도 하나 이상의 절단부; 및
    상기 절단부에 철판을 일정속도로 공급하는 이송부를 포함하며,
    상기 회전축의 회전운동은 상기 절단부에서 좌우 왕복운동으로 전환되면서 이송부에 의해 전방으로 이송되는 철판을 일정각도 경사지게 결합한 칼날을 이용하여 곡선으로 절단하는 것을 특징으로 하는 엘보 모형 절단기.
  2. 프레임;
    상기 프레임에 결합되어 회전하는 회전축, 상기 회전축에 결합되어 상기 회전축의 수직면에 대하여 일정각도 경사진 제1원판, 및 상기 회전축에 수직면에 대하여 상기 제1원판과 대칭으로 경사진 제2원판을 포함하는 경사원판부;
    상기 제1원판의 외측면을 접하는 제1회전롤러, 일단은 상기 제1회전롤러에 연결되고 타단은 제1가압수단에 연결되며 회전축에 평행하게 설치된 제1칼날고정축, 상기 제1칼날고정축의 타단에 연결되어 제1칼날고정축을 제1회전롤러 방향으로 힘을 가하는 제1가압수단, 및 상기 제1칼날고정축에 이동 및 고정이 가능하게 결합한 칼날을 포함하는 제1절단부;
    상기 제2원판의 외측면을 접하는 제2회전롤러, 일단은 상기 제2회전롤러에 연결되고 타단은 제2가압수단에 연결된 회전축에 평행하게 설치된 제2칼날고정축, 상기 제2칼날고정축의 타단에 연결되어 제2칼날고정축을 제2회전롤러 방향으로 힘을 가하는 제2가압수단,및 상기 제2칼날고정축에 이동 및 고정이 가능하게 결합한 칼날을 포함하는 제2절단부; 및
    상기 회전축의 전단과 후단 중의 어느 한곳 이상에 설치되어 철판을 이송시키는 이송롤러를 포함하는 이송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘보 모형 절단기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 프레임의 전단에는 철판이 감겨있는 철판코일이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 엘보 모형 절단기.
  4. 제2항에 있어서, 상기 프레임의 후단에는 상기 제1절단부와 제2절단부에서 절단된 철판을 정해진 간격으로 절단하기 위한 절단샤링기가 추가로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 엘보 모형 절단기.
  5. 제4항에 있어서, 상기 절단샤링기의 후단에는 상기 절단샤량기에서 절단된 철판을 원형으로 말기위한 원형말이기가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 엘보 모형 절단기.
  6. 제2항에 있어서, 상기 칼날은 제1칼날고정축 또는 제2칼날고정축에 수직으로 결합하는 상부고정체, 상기 상부고정체의 하부에 베어링에 의해 결합하여 회전가능한 중간회전체, 상기 중간회전체의 하부로 상기 중간회전체의 수직면에 대하여 소정의 각도로 경사지게 연장되는 하부연장체, 및 상기 하부연장체에 상하로 부착된 상부칼날과 하부칼날을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘보 모형 절단기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 칼날에서
    상부칼날, 하부칼날의 수직방향으로의 중심이 상부고정체, 중간회전체의 수직방향으로의 중심을 기준으로 프레임의 후방으로 일정거리 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 엘보 모형 절단기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111774642A (zh) * 2020-06-17 2020-10-16 扬州实略信息科技有限公司 一种钢管同步多刀定距切割装置
CN114749723A (zh) * 2022-05-09 2022-07-15 中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司 一种建筑施工用模板切割设备

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