KR20150141336A

KR20150141336A - 곡관제작방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20150141336A
Application number: KR1020140069889A
Authority: KR
Inventors: 최수미
Original assignee: 최수미
Priority date: 2014-06-10
Filing date: 2014-06-10
Publication date: 2015-12-18
Also published as: KR101598435B1

Abstract

본 발명은 곡관제작방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 곡관을 제작하기 위한 곡관제작방법에 있어서, 사다리꼴형태의 측단면을 갖는 직선관형태의 재료관을 제작하는 재료관제작단계와; 합형 상태에서 직선투입공간과 상기 직선투입공간에 연결된 곡선성형공간을 갖는 금형을 제작하는 금형제작단계와; 맨드릴원형단면곡선부와 상기 맨드릴원형단면곡선부로부터 직선상으로 연장형성된 맨드릴원형단면직선부를 구비한 원형단면맨드릴부와 상기 원형단면맨드릴부를 상기 맨드릴원형단면곡선부와 동심원을 이루는 곡선을 따라 상기 원형단면맨드릴부를 2등분되도록 절단할 때 동심원 중심에 가까운 절단부분을 내측원형단면맨드릴부라고 하고 나머지 절단부분을 외측원형단면맨드릴부라고 하는 경우 반원보다 큰 원호단면을 갖도록 상기 내측원형단면맨드릴부의 전체영역과 상기 외측원형단면맨드릴부의 일부영역으로부터 직선상으로 연장 형성되고 평면영역에는 안내홈과 안내레일 중 어느 일방이 길이방향을 따라 형성되어 있는 원호단면맨드릴부를 갖는 맨드릴을 제작하는 맨드릴제작단계와; 상기 원형단면맨드릴부의 외경과 동일한 크기의 내경과 상기 곡선성형공간에 형상맞춤되는 외표면을 갖는 곡선형태의 지지관을 제작하는 지지관제작단계와; 상기 재료관의 반경과 동일한 반경을 갖도록 반원단면형태로 형성되고 평면영역에는 상기 안내홈과 상기 안내레일 중 나머지 일방이 길이방향을 따라 형성되어 있는 눌림대바디부를 갖는 눌림대를 제작하는 눌림대제작단계와; 상기 맨드릴원형단면곡선부를 둘러싸도록 상기 지지관을 상기 맨드릴에 결합하고 상기 지지관과 상기 맨드릴원형단면곡선부가 상기 곡선성형공간에 삽입되고 상기 맨드릴원형단면직선부와 상기 원호단면맨드릴부가 상기 직선투입공간에 삽입되도록 상기 지지관과 상기 맨드릴을 상기 금형에 설치하는 지지관맨드릴설치단계와; 상기 눌림대바디부가 상기 직선투입공간에 정렬되고 상기 안내홈과 상기 안내레일이 정렬되도록 상기 눌림대를 상기 금형의 외부에 설치하는 눌림대설치단계와; 상기 지지관의 상단에 지지되도록 상기 재료관을 상기 직선투입공간에 투입하는 재료관1차투입단계와; 상기 직선투입공간에 투입된 재료관이 변형되면서 상기 곡선성형공간에 진입하고 상기 곡선성형공간에 진입하는 재료관의 가압동작에 의해 상기 지지관이 상기 금형의 외부로 배출되도록 상기 눌림대바디부의 저면이 상기 원형단면맨드릴부에 도달할 때까지 상기 눌림대를 직선 이동시키는 재료관성형지지관배출단계와; 상기 지지관이 배출되도록 이동한 눌림대를 초기설치위치로 복귀시키는 눌림대1차복귀단계와; 상기 재료관성형지지관배출단계에서 상기 곡선성형공간에 진입한 재료관의 상단에 지지되도록 다른 재료관을 상기 직선투입공간에 투입하는 재료관2차투입단계(S11)와; 상기 직선투입공간에 투입된 다른 재료관이 변형되면서 상기 곡선성형공간에 진입하고 상기 곡선성형공간에 진입하는 다른 재료관의 가압동작에 의해 상기 곡선성형공간에 먼저 진입한 재료관이 상기 금형의 외부로 배출되도록 상기 눌림대바디부의 저면이 상기 원형단면맨드릴부에 도달할 때까지 상기 눌림대를 직선 이동시키는 재료관성형곡관배출단계(S12)와; 상기 곡선성형공간에 진입한 재료관이 배출되도록 이동한 눌림대를 초기설치위치로 복귀시키는 눌림대2차복귀단계(S13)와; 상기 S11 내지 S13 단계를 또 다른 재료관에 대하여 반복 실시하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 장치구조와 제조방법이 간단하고 직선투입공간에서 눌림대를 안정적으로 직선이동시킬 수 있다.

Description

곡관제작방법 및 그 장치{Method and Apparatus for Manufacturing Pipe Bend}

본 발명은 곡관제작방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사다리꼴형태의 측단면을 갖는 직선관형태의 재료관을 사용하여 곡관을 제작하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

액체 또는 기체와 같은 유체를 이동시키는 배관시스템의 변곡점에는 유체의 흐름방향을 변경시키기 위해 곡관 등과 같은 이음관을 사용하여 배관 상호간을 연결하고 있다.

배관시스템에 사용되는 곡관을 제조하는 방법과 장치 중에는 사다리꼴 형태의 측단면을 갖는 직선관형태의 재료관을 사용하는 방법과 장치가 안출되어 사용되고 있다.

도20은 종래의 곡관제작장치를 도시한 단면도이고, 도21은 종래의 곡관제작장치에 따른 곡관제작방법을 도시한 단면도이다.

종래의 곡관제작장치는, 이들 도면에 도시된 바와 같이, 직선투입공간(112a)과 곡선성형공간(112b)이 형성되어 있는 금형(112)과, 금형(112)의 외부에 설치된 눌림대(120)와, 금형(112)의 내부에 설치된 맨드릴(130)과, 금형(112)을 부분적으로 직선이동시키는 금형구동부(152)와, 맨드릴(130)을 회동시키는 맨드릴구동부(151)와, 눌림대(120)를 직선이동시키는 눌림대구동부(도시되지 않음)를 갖고 있다.

금형(112)은 직선투입공간(112a)이 형성되어 있는 가이드금형(112c)과, 직선투입공간(112a)에 연결되도록 곡선성형공간(112b)이 형성되어 있는 내금형(112d) 및 외금형(112e)으로 구성되어 있다.

곡선성형공간(112b)은 대략 90도의 위상을 갖도록 형성된다.

눌림대(120)는 원형단면형태로 형성된 눌림대바디부(121)와, 눌림대바디부(121)의 일단으로부터 반원단면형태로 연장 형성된 눌림대가압부(122)를 갖고 있다.

눌림대바디부(121)는 재료관(201)의 직경과 동일한 직경을 갖도록 형성되어 있다.

눌림대가압부(122)는 재료관(201)의 반경과 동일한 반경을 갖도록 형성되어 있다.

이러한 구성을 갖는 눌림대(120)는 직선투입공간(112a)에 정렬되도록 설치된다.

맨드릴(130)은 원형단면형태로 형성된 원형단면맨드릴부(131)와, 원형단면맨드릴부(131)로부터 직선상으로 연장 형성된 원호단면맨드릴부(132)를 갖고 있다.

원형단면맨드릴부(131)는 대략 90도의 위상을 갖도록 형성되어 있다.

이러한 구성을 갖는 맨드릴(130)은 원형단면맨드릴부(131)가 곡선성형공간(112b)에 삽입되고, 원호단면맨드릴부(132)가 직선투입공간(112a)에 삽입되도록 금형(112)에 설치된다.

금형구동부(152)는 외금형(112e)이 내금형(112d)에 대하여 접근하거나 이반하도록 외금형(112e)을 직선 이동시킨다.

맨드릴구동부(151)는 맨드릴(130)이 곡선성형공간(112b)으로부터 이탈하거나 삽입되도록 맨드릴(130)을 회동시킨다.

눌림대구동부(도시되지 않음)는 유압실린더와 같은 왕복직선이동기구를 사용하여 구현할 수 있다.

이러한 구성을 갖는 눌림대구동부(도시되지 않음)에 의해 직선투입공간(112a)에 투입된 재료관(201)이 곡선성형공간(112b)에 완전히 진입할 때까지 눌림대(120)를 직선 이동시킨 후 초기설치위치로 복귀시키는 동작을 반복할 수 있게 된다.

이러한 구성을 갖는 종래의 곡관제작장치를 사용하여 곡관을 제작하는 방법을 도21을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 설명의 편의를 위해 눌림대(120)가 금형(112)의 외부에 설치되어 있고, 맨드릴(130)은 곡선성형공간(112b)에 삽입되어 있으며, 외금형(112e)은 내금형(112d)에 접근되어 있는 것으로 가정한다.

재료관제작단계

먼저 전 길이구간에 걸쳐 동일한 외경을 갖는 관재를 사용하여 사다리꼴형태의 측단면을 갖는 직선관형태의 재료관(201)을 제작한다.

이러한 재료관(201)을 제작하는 방법은 종래 널리 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

재료관투입단계( S101 )

재료관(201)을 직선투입공간(112a)에 투입한다.

재료관성형단계( S102 )

눌림대구동부(도시되지 않음)를 작동시켜 재료관(201)이 곡선성형공간(112b)에 완전히 진입할 때까지 눌림대(120)를 직선이동시킨다.

맨드릴회동단계( S103 )

맨드릴구동부(151)를 작동시켜 맨드릴(130)이 곡선성형공간(112b)으로부터 완전히 이탈할 때까지 맨드릴(130)을 회동시킨다.

곡관배출단계( S104 )

금형구동부(152)를 작동시켜 곡관이 자유낙하할 때까지 외금형(112e)을 내금형(112d)에 대하여 이반시킨다.

눌림대복귀단계( S105 )

눌림대구동부(도시되지 않음)를 작동시켜 눌림대(120)를 초기위치로 복귀시킨다.

금형복귀단계( S106 )

금형구동부(152)를 작동시켜 외금형(112e)을 초기위치로 복귀시킨다.

맨드릴복귀단계( S107 )

금형구동부(152)를 작동시켜 맨드릴(130)을 초기위치로 복귀시킨다.

S101 내지 S107단계를 다른 재료관에 대하여 반복 실시한다.

그런데 종래의 곡관제작방법과 장치에 따르면, 금형(112) 내에서의 맨드릴(130) 위치고정을 위해 맨드릴구동부(151)를 통해 맨드릴(130)을 회동시키고 있고 맨드릴(130)을 회동시키기 위한 공간을 마련하기 위해 금형구동부(152)를 마련하여 외금형(112e)을 내금형(112d)에 대하여 직선 이동시키고 있기 때문에, 장치구조와 제조방법이 복잡하다는 문제점이 있었다.

그리고 직선투입공간(112a)에서 눌림대(120)를 안정적으로 직선이동시키기 위한 수단이 마련되어 있지 않기 때문에 직선투입공간(112a)에서 눌림대(120)를 안정적으로(눌림대와 맨드릴 사이의 정렬관계를 유지하면서) 직선이동시키기 어렵다는 문제점이 있었다.

직선투입공간(112a)에서 눌림대(120)의 직선운동이 불안정하게 되면 재료관(201)을 곡선성형공간(112b)에 안정적으로 진입시키기 어렵게 된다.

관련 선행문헌으로는 대한민국 특허공개공보 2012-0073844호(공개일자: 2012년 7월 5일)가 있으며, 상기 선행 문헌에는 위에서 설명한 곡관제조방법에 관한 기술이 개시되어 있다.

따라서 본 발명의 목적은, 장치구조와 제조방법이 간단하고 직선투입공간에서 눌림대를 안정적으로 직선이동시킬 수 있도록 한 곡관제작방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 상기 재료관의 반경과 동일한 반경을 갖도록 반원단면형태로 형성되고 평면영역에는 안내홈과 안내레일 중 어느 일방이 길이방향을 따라 형성되어 있는 눌림대바디부를 가지고, 상기 눌림대바디부가 상기 직선투입공간에 정렬되도록 상기 금형의 외부에 설치되는 눌림대와; 맨드릴원형단면곡선부와 상기 맨드릴원형단면곡선부로부터 직선상으로 연장형성된 맨드릴원형단면직선부를 구비한 원형단면맨드릴부와 상기 원형단면맨드릴부를 상기 맨드릴원형단면곡선부와 동심원을 이루는 곡선을 따라 2등분되도록 절단할 때 동심원 중심에 가까운 절단부분을 내측원형단면맨드릴부라고 하고 나머지 절단부분을 외측원형단면맨드릴부라고 하는 경우 반원보다 큰 원호단면을 갖도록 상기 내측원형단면맨드릴부의 전체영역과 상기 외측원형단면맨드릴부의 일부영역으로부터 직선상으로 연장 형성되고 평면영역에는 안내홈과 안내레일 중 어느 일방이 길이방향을 따라 형성되어 있는 원호단면맨드릴부를 가지고, 상기 맨드릴원형단면곡선부가 상기 곡선성형공간에 삽입되고 상기 맨드릴원형단면직선부와 상기 원호단면맨드릴부가 상기 직선투입공간에 삽입되도록 상기 금형에 설치되는 맨드릴과; 상기 원형단면맨드릴부의 외경과 동일한 크기의 내경과 상기 곡선성형공간에 형상맞춤되는 외표면을 갖는 곡선형태로 제작되고, 상기 맨드릴원형단면곡선부를 둘러싸도록 상기 맨드릴에 결합된 상태로 상기 곡선성형공간에 삽입되도록 설치되는 지지관을 이용한 곡관제작방법 및 곡관제작장치에 의해 달성된다.

또한 상기 목적은 맨드릴원형단면곡선부와 상기 맨드릴원형단면곡선부로부터 직선상으로 연장형성된 맨드릴원형단면직선부를 구비한 원형단면맨드릴부와 상기 원형단면맨드릴부와 동심원을 이루고 상기 맨드릴안내홈에 대응하도록 상기 원형단면맨드릴부로부터 연장형성된 안내맨드릴부를 가지고, 상기 맨드릴원형단면곡선부가 상기 곡선성형공간에 삽입되고 상기 맨드릴원형단면직선부와 상기 안내맨드릴부가 상기 직선투입공간에 삽입되도록 상기 금형에 설치되는 맨드릴과; 상기 원형단면맨드릴부의 외경과 동일한 크기의 내경과 상기 곡선성형공간에 형상맞춤되는 외표면을 갖는 곡선형태로 제작되고, 상기 맨드릴원형단면곡선부를 둘러싸도록 상기 맨드릴에 결합된 상태로 상기 곡선성형공간에 삽입되도록 설치되는 지지관과; 상기 재료관의 외표면과 같은 곡율을 갖도록 원형단면형태로 형성되고 맨드릴안내홈이 길이방향을 따라 형성된 눌림대바디부를 가지고, 상기 눌림대바디부가 상기 직선투입공간에 정렬되고 상기 맨드릴안내홈이 상기 안내맨드릴부에 정렬되도록 상기 금형의 외부에 설치되는 눌림대를 이용한 곡관제작방법 및 곡관제작장치에 의해 달성된다.

여기서 눌림대구동부에 의한 눌림대의 1회 직선 이동에 의해 하나의 곡관이 제조될 수 있도록, 상기 눌림대바디부의 일단으로부터 상기 맨드릴원형단면직선부와 동일한 높이구간을 갖도록 원호단면형태로 연장 형성된 눌림대가압부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고 원호단면맨드릴부가 직선투입공간에서 기울어져 있더라도 직선투입공간에서 눌림대가 안정적으로 직선이동할 수 있도록, 상기 원호단면맨드릴부에 상기 안내홈이 형성되고 상기 안내홈의 상단 양측에는 안내홈경사면이 절취 형성되며; 상기 눌림대바디부에 상기 안내레일이 형성되고 상기 안내레일의 하단에는 눌림대경사면이 절취 형성되는 것이 바람직하다.

따라서 본 발명에 따르면, 맨드릴원형단면곡선부로부터 직선상으로 연장형성된 맨드릴원형단면직선부를 구비한 원형단면맨드릴부를 포함하도록 맨드릴을 형성하는 한편 원형단면맨드릴부의 외경과 동일한 크기의 내경과 곡선성형공간에 형상맞춤되는 외표면을 갖는 곡선형태의 지지관을 맨드릴과 함께 곡선성형공간에 설치하고 곡선성형공간에 진입한 재료관이 지지관의 기능을 수행하도록 함으로써, 장치구조와 제조방법이 간단해진다.

그리고 안내홈과 안내레일 중 어느 일방이 길이방향을 따라 형성되어 있는 원호단면맨드릴부를 갖도록 맨드릴을 형성하거나 또는 안내맨드릴부를 갖도록 맨드릴을 형성하고 길이방향을 따라 맨드릴안내홈이 형성되어 있는 눌림대바디부를 갖도록 눌림대를 형성함으로써, 직선투입공간에서 눌림대를 안정적으로 직선이동시킬 수 있게 된다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡관제작장치의 사시도,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡관제작장치의 단면도,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡관제작장치의 금형을 부분적으로 절취하여 도시한 도면,
도4 및 5는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 곡관제작장치의 눌림대를 도시한 도면,
도6 및 7은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 곡관제작장치의 맨드릴을 도시한 도면,
도8, 도9, 도10, 도11 및 도12는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 곡관제작방법을 도시한 도면,
도13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 곡관제작장치의 사시도,
도14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 곡관제작장치의 단면도,
도15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 곡관제작장치의 금형을 부분적으로 절취하여 도시한 도면,
도16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 곡관제작장치의 맨드릴을 도시한 도면,
도17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 곡관제작장치의 눌림대를 도시한 도면,
도18 및 도19는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 곡관제작방법을 도시한 도면,
도20은 종래의 곡관제작장치를 도시한 단면도,
도21은 종래의 곡관제작장치에 따른 곡관제작방법을 도시한 단면도이다.

이하에서, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡관제작장치의 사시도이고, 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡관제작장치의 단면도이고, 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡관제작장치의 금형을 부분적으로 절취하여 도시한 도면이고, 도4 및 5는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 곡관제작장치의 눌림대를 도시한 도면이고, 도6 및 7은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 곡관제작장치의 맨드릴을 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 곡관제작장치는, 이들 도면에 도시된 바와 같이, 지지체(11)와, 지지체(11)에 지지되도록 설치된 금형(12) 및 눌림대(20)와, 금형(12)의 내부에 설치된 맨드릴(30) 및 지지관(14)과, 눌림대(20)를 구동하는 눌림대구동부(13)를 갖고 있다.

지지체(11)는 하부지지판(11a)과, 하부지지판(11a)과 나란하게 배치된 상부지지판(11b)과, 상부지지판(11b)을 하부지지판(11a)에 대하여 지지하는 지지기둥( 11c)을 갖고 있다.

금형(12)은 분할되어 있고, 합형 상태에서 직선투입공간(12a)과 직선투입공간(12a)에 연결된 곡선성형공간(12b)이 형성되어 있다.

직선투입공간(12a)은 재료관(201)보다 긴 길이구간을 갖도록 형성될 수 있다.

곡선성형공간(12b)은 대략 90도의 위상을 갖도록 형성되어 있다.

이러한 구성을 갖는 금형(12)은 하부지지판(11a)의 상면에 설치된다.

눌림대(20)는 반원단면형태로 형성된 눌림대바디부(21)와, 눌림대바디부(21)의 일단으로부터 원호단면형태로 연장 형성된 눌림대가압부(22)를 갖고 있다.

눌림대바디부(21)는 재료관(201)의 반경과 동일한 반경을 갖도록 형성되어 있고, 평면영역에는 눌림대(20)의 직선이동을 안내하기 위한 안내레일(21a)이 길이방향을 따라 형성되어 있다.

안내레일(21a)는 하단에 눌림대경사면(21b)이 절취 형성되어 있다.

눌림대가압부(22)는 후술하는 맨드릴원형단면직선부(31b)와 동일한 높이구간을 갖도록 형성되어 있다. 눌림대가압부(22)는 재료관(201)의 반경과 동일한 반경을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.

이러한 구성을 갖는 눌림대(20)는 눌림대바디부(21)가 직선투입공간(12a)에 정렬되고, 안내홈(32a)이 후술하는 안내레일(21a)에 정렬되도록 지지판(15)에 결합된다.

지지판(15)은 눌림대구동부(13)의 직선이동구동축(13a)에 결합되어 있다.

맨드릴(30)은 원형단면형태로 형성된 원형단면맨드릴부(31)와, 원형단면맨드릴부(31)로부터 직선상으로 연장 형성된 원호단면맨드릴부(32)를 갖고 있다.

원형단면맨드릴부(31)는 대략 90도 위상을 갖는 맨드릴원형단면곡선부(31a)와, 맨드릴원형단면곡선부(31a)로부터 직선상으로 연장형성된 맨드릴원형단면직선부(31b)를 갖고 있다.

원호단면맨드릴부(32)는 반원보다 큰 원호단면을 갖도록 내측원형단면맨드릴부(31h)의 전체영역과 외측원형단면맨드릴부(31g)의 일부영역으로부터 직선상으로 연장 형성되어 있다. 여기서 내측원형단면맨드릴부(31h)는 맨드릴원형단면곡선부(31a)와 동심원을 이루는 곡선을 따라 원형단면맨드릴부(31)를 2등분되도록 절단하는 경우 동심원 중심에 가까운 절단부분을 의미하고, 외측원형단면맨드릴부(31g)는 나머지 절단부분을 의미한다.

그리고 원호단면맨드릴부(32)는 평면영역에 눌림대(20)의 직선이동을 안내하기 위한 안내홈(32a)이 길이 방향을 따라 형성되어 있으며, 종단에는 맨드릴안내경사면(32c)이 모따기처리되어 있다.

또한 원호단면맨드릴부(32)는 안내홈(32a)의 상단 양측에 안내홈경사면(32b)이 절취 형성되어 있다.

이러한 구성을 갖는 맨드릴(30)은 맨드릴원형단면곡선부(31a)가 곡선성형공간(12b)에 삽입되고, 맨드릴원형단면직선부(31b)와 원호단면맨드릴부(32)가 직선투입공간(12a)에 삽입되도록 금형(12)에 설치된다.

지지관(14)은 원형단면맨드릴부(31)의 외경과 동일한 크기의 내경과 곡선성형공간(12b)에 형상맞춤되는 외표면을 갖는 곡관형태로 제작된다.

이러한 구성을 갖는 지지관(14)은 맨드릴원형단면곡선부(31a)를 둘러싸도록 맨드릴(30)에 결합된 후 곡선성형공간(12b)에 삽입되도록 설치된다.

눌림대구동부(13)는 유압실린더와 같은 왕복직선이동기구를 사용하여 구현할 수 있다.

이러한 구성을 갖는 눌림대구동부(13)에 의해 눌림대바디부(21)의 저면이 원형단면맨드릴부(31)에 도달할 때까지 눌림대(20)를 직선 이동시킨 후 초기설치위치로 복귀시키는 동작을 반복할 수 있게 된다.

전술한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡관제작장치를 사용하여 곡관을 제작하는 방법을 도8 내지 도12를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 설명의 편의를 위해 눌림대(20)가 금형(12)의 외부에 설치되어 있고, 맨드릴(30)과 지지관(14)이 금형(12)의 내부에 설치되어 있는 것으로 가정한다.

재료관제작단계

재료관1차투입단계

지지관(14)의 상단에 지지되도록 재료관(201)을 직선투입공간(12a)에 투입한다(도8 참조).

재료관(201)을 투입할 때 맨드릴안내경사면(32c)은 재료관(201)을 안내하는 작용을 한다.

재료관성형지지관배출단계

눌림대구동부(13)를 작동시켜 직선투입공간(12a)에 투입된 재료관(201)이 변형되면서 곡선성형공간(12b)에 진입하고 곡선성형공간(12b)에 진입하는 재료관(201)의 가압동작에 의해 지지관(14)이 금형(12)의 외부로 배출되도록 눌림대(20)를 직선 이동시킨다(도9 참조). 본 명세서에서 금형(12)의 외부로 배출된다는 것은 금형(12)의 외부로 완전히 배출되는 경우는 물론 부분적으로 배출되는 경우도 포함한다.

여기서 눌림대(20)의 직선이동은 눌림대바디부(21)의 저면이 원형단면맨드릴부(31)에 도달할 때까지 이루어진다.

외부충격 등의 요인으로 인해 원호단면맨드릴부(32)가 직선투입공간(12a)에서 기울어져 있는 상태에서 눌림대(20)가 직선이동할 때 눌림대가압부(22)의 모서리(A)와 안내홈경사면(32b)에 의한 바로세우기 동작과 원호단면맨드릴부(32)의 모서리(B)와 눌림대경사면(21b)에 의한 바로세우기동작에 의해 원호단면맨드릴부(32)는 직선투입공간(12a)에서 바로세워지게 된다.

그리고 눌림대(20)의 직선이동은 안내홈(32a)과 안내레일(21a)의 상호 작용에 의해 안내된다.

눌림대1차복귀단계

눌림대구동부(13)를 작동시켜 지지관(14)이 배출되도록 이동한 눌림대(20)를 초기설치위치로 복귀시킨다(도10 참조).

재료관2차투입단계( S11 )

재료관성형지지관배출단계에서 곡선성형공간(12b)에 진입한 재료관의 상단에 지지되도록 다른 재료관을 직선투입공간(12a)에 투입한다(도11 참조).

재료관성형곡관배출단계( S12 )

눌림대구동부(13)를 작동시켜 직선투입공간(12a)에 투입된 다른 재료관(201")이 변형되면서 곡선성형공간(12b)에 진입하고 곡선성형공간(12b)에 진입하는 다른 재료관(201")의 가압동작에 의해 곡선성형공간(12b)에 먼저 진입한 재료관(201')이 금형(12)의 외부로 배출되도록 눌림대(20)를 직선 이동시킨다(도12 참조).

곡선성형공간(12b)에 진입하는 다른 재료관(201")의 가압동작에 의해 곡선성형공간(12b)에 먼저 진입한 재료관(201')이 금형(12)의 외부로 배출되는 동안 직선투입공간(12a)에 투입된 다른 재료관(201")의 내표면과 맨드릴원형단면직선부(31b)의 접촉상태가 유지되기 때문에 맨드릴(30)은 초기설치상태를 안정적으로 유지할 수 있게 된다.

그리고 맨드릴원형단면직선부(31b)와 동일한 높이구간을 갖도록 형성되어 있는 눌림대가압부(22)에 의해 다른 재료관(201")이 완전히 곡선성형공간(12b)에 진입하기 때문에 먼저 진입한 재료관(201')이 금형(12)의 외부로 완전히 배출될 수 있게 된다. 이에 따라 눌림대구동부(13)에 의한 눌림대(20)의 1회 직선 이동에 의해 하나의 곡관이 제조될 수 있게 된다.

눌림대2차복귀단계( S13 )

눌림대구동부(13)를 작동시켜 곡선성형공간(12b)에 진입한 재료관이 배출되도록 이동한 눌림대(20)를 초기설치위치로 복귀시킨다.

S11 내지 S13 단계를 또 다른 재료관에 대하여 반복 실시한다.

한편 전술한 실시예에서는 원호단면맨드릴부(32)에 안내홈(32a)을 형성하고 눌림대바디부(21)에 안내레일(21a)을 형성하여 본 발명을 실시하고 있으나, 원호단면맨드릴부에 안내레일을 형성하고 눌림대바디부에 안내홈을 형성하여 본 발명을 실시할 수 있다.

그리고 전술한 실시예에서는 원호단면형태의 눌림대바디부(21)를 갖도록 눌림대(20)를 형성하여 본 발명을 실시하고 있으나, 도13 내지 도17에 도시된 바와 같이, 관형태의 눌림대바디부(21')를 갖도록 눌림대(20')를 형성하여 본 발명을 실시할 수 있다.

도13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 곡관제작장치의 사시도이고, 도14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 곡관제작장치의 단면도이고, 도15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 곡관제작장치의 금형을 부분적으로 절취하여 도시한 도면이고, 도16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 곡관제작장치의 맨드릴을 도시한 도면이고, 도17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 곡관제작장치의 눌림대를 도시한 도면이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 곡관제작장치는, 이들 도면에 도시된 바와 같이, 맨드릴(30')과 눌림대(20')를 제외한 다른 구성은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡관제작장치와 동일한 구조와 기능을 갖고 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 곡관제작장치의 맨드릴(30')은 원형단면맨드릴부(31')와, 원형단면맨드릴부(31')로부터 연장형성된 안내맨드릴부(32')를 갖고 있다.

원형단면맨드릴부(31')는 맨드릴원형단면곡선부(31'a)와, 맨드릴원형단면곡선부(31'a)로부터 직선상으로 연장형성된 맨드릴원형단면직선부(31'b)를 갖고 있다.

안내맨드릴부(32')는 원형단면맨드릴부(31')와 동심원을 이루고 맨드릴안내홈(21'a)에 대응하도록 형성되어 있다.

이러한 구성을 갖는 맨드릴(30')은 맨드릴원형단면곡선부(31'a)가 곡선성형공간(12b)에 삽입되고 맨드릴원형단면직선부(31'b)와 안내맨드릴부(32')가 직선투입공간(12a)에 삽입되도록 금형(12)에 설치된다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 곡관제작장치의 눌림대(20')는 재료관(201)의 외표면과 같은 곡율을 갖도록 원형단면형태로 형성된 눌림대바디부(21')와, 눌림대바디부(21')의 일단으로부터 맨드릴원형단면직선부(31'b)와 동일한 높이구간을 갖도록 형성되어 있는 관형태의 눌림대가압부(22')를 갖고 있다.

눌림대바디부(21')는 맨드릴안내홈(21'a)이 길이방향을 따라 형성되어 있다.

눌림대가압부(22')는 재료관(201)의 직경과 동일한 직경을 갖도록 연장 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 구성을 갖는 눌림대(20')는 눌림대바디부(21')가 직선투입공간(12a)에 정렬되고 맨드릴안내홈(21'a)이 안내맨드릴부(32')에 정렬되도록 금형(12)의 외부에 설치된다.

전술한 구성을 갖는 본 발명의 다른 실시예에 따른 곡관제작장치를 사용하여 곡관을 제작하는 방법은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡관제작장치의 경우와 동일하게 이루어 질 수 있다(도18 및 도19 참조).

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 맨드릴원형단면곡선부(31a, 31'a)로부터 직선상으로 연장형성된 맨드릴원형단면직선부(31b, 31'b)를 구비한 원형단면맨드릴부(31, 31')를 포함하도록 맨드릴(30, 30')을 형성하는 한편 원형단면맨드릴부(31, 31')의 외경과 동일한 크기의 내경과 곡선성형공간(12b)에 형상맞춤되는 외표면을 갖는 곡선형태의 지지관(14)을 맨드릴(30, 30')과 함께 곡선성형공간(12b)에 설치하고 곡선성형공간(12b)에 진입한 재료관이 지지관(14)의 기능을 수행하도록 함으로써, 장치구조와 제조방법이 간단해진다.

그리고 안내홈과 안내레일 중 어느 일방이 길이방향을 따라 형성되어 있는 원호단면맨드릴부(32)를 갖도록 맨드릴(30)을 형성하거나 또는 안내맨드릴부(32')를 갖도록 맨드릴(30')을 형성하고 길이방향을 따라 맨드릴안내홈(21'a)이 형성되어 있는 눌림대바디부(21')를 갖도록 눌림대(20')를 형성함으로써, 직선투입공간(12a)에서 눌림대(20, 20')를 안정적으로 직선이동시킬 수 있게 된다.

또한 눌림대바디부(21, 21')의 일단으로부터 맨드릴원형단면직선부(31b, 31'b)와 동일한 높이구간을 갖는 원호단면형태의 눌림대가압부(22, 22')를 더 포함하도록 눌림대(20, 20')를 구성함으로써, 눌림대구동부(13)에 의한 눌림대(20, 20')의 1회 직선 이동에 의해 하나의 곡관이 제조될 수 있게 된다.

또한 원호단면맨드릴부(32)에 안내홈(32a)을 형성하고 안내홈(32a)의 상단 양측에는 안내홈경사면(32b)을 절취 형성하며; 눌림대바디부(21)에 안내레일(21a)을 형성하고 안내레일(21a)의 하단에 눌림대경사면(21b)을 절취 형성함으로써, 원호단면맨드릴부(32)가 직선투입공간(12a)에서 기울어져 있더라도 직선투입공간(12a)에서 눌림대(20)가 안정적으로 직선이동할 수 있게 된다.

11 : 지지체 12, 112 : 금형
13 : 눌림대구동부 14 : 지지관
20, 20', 120 : 눌림대 21, 21', 121 : 눌림대바디부
22, 22', 122 : 눌림대가압부 30, 30', 130 : 맨드릴
31, 31', 131 : 원형단면맨드릴부 32, 32', 132 : 원호단면맨드릴부

Claims

곡관을 제작하기 위한 곡관제작방법에 있어서,
사다리꼴형태의 측단면을 갖는 직선관형태의 재료관을 제작하는 재료관제작단계와;
합형 상태에서 직선투입공간과 상기 직선투입공간에 연결된 곡선성형공간을 갖는 금형을 제작하는 금형제작단계와;
맨드릴원형단면곡선부와 상기 맨드릴원형단면곡선부로부터 직선상으로 연장형성된 맨드릴원형단면직선부를 구비한 원형단면맨드릴부와 상기 원형단면맨드릴부를 상기 맨드릴원형단면곡선부와 동심원을 이루는 곡선을 따라 상기 원형단면맨드릴부를 2등분되도록 절단할 때 동심원 중심에 가까운 절단부분을 내측원형단면맨드릴부라고 하고 나머지 절단부분을 외측원형단면맨드릴부라고 하는 경우 반원보다 큰 원호단면을 갖도록 상기 내측원형단면맨드릴부의 전체영역과 상기 외측원형단면맨드릴부의 일부영역으로부터 직선상으로 연장 형성되고 평면영역에는 안내홈과 안내레일 중 어느 일방이 길이방향을 따라 형성되어 있는 원호단면맨드릴부를 갖는 맨드릴을 제작하는 맨드릴제작단계와;
상기 원형단면맨드릴부의 외경과 동일한 크기의 내경과 상기 곡선성형공간에 형상맞춤되는 외표면을 갖는 곡선형태의 지지관을 제작하는 지지관제작단계와;
상기 재료관의 반경과 동일한 반경을 갖도록 반원단면형태로 형성되고 평면영역에는 상기 안내홈과 상기 안내레일 중 나머지 일방이 길이방향을 따라 형성되어 있는 눌림대바디부를 갖는 눌림대를 제작하는 눌림대제작단계와;
상기 맨드릴원형단면곡선부를 둘러싸도록 상기 지지관을 상기 맨드릴에 결합하고 상기 지지관과 상기 맨드릴원형단면곡선부가 상기 곡선성형공간에 삽입되고 상기 맨드릴원형단면직선부와 상기 원호단면맨드릴부가 상기 직선투입공간에 삽입되도록 상기 지지관과 상기 맨드릴을 상기 금형에 설치하는 지지관맨드릴설치단계와;
상기 눌림대바디부가 상기 직선투입공간에 정렬되고 상기 안내홈과 상기 안내레일이 정렬되도록 상기 눌림대를 상기 금형의 외부에 설치하는 눌림대설치단계와;
상기 지지관의 상단에 지지되도록 상기 재료관을 상기 직선투입공간에 투입하는 재료관1차투입단계와;
상기 직선투입공간에 투입된 재료관이 변형되면서 상기 곡선성형공간에 진입하고 상기 곡선성형공간에 진입하는 재료관의 가압동작에 의해 상기 지지관이 상기 금형의 외부로 배출되도록 상기 눌림대바디부의 저면이 상기 원형단면맨드릴부에 도달할 때까지 상기 눌림대를 직선 이동시키는 재료관성형지지관배출단계와;
상기 지지관이 배출되도록 이동한 눌림대를 초기설치위치로 복귀시키는 눌림대1차복귀단계와;
상기 재료관성형지지관배출단계에서 상기 곡선성형공간에 진입한 재료관의 상단에 지지되도록 다른 재료관을 상기 직선투입공간에 투입하는 재료관2차투입단계(S11)와;
상기 직선투입공간에 투입된 다른 재료관이 변형되면서 상기 곡선성형공간에 진입하고 상기 곡선성형공간에 진입하는 다른 재료관의 가압동작에 의해 상기 곡선성형공간에 먼저 진입한 재료관이 상기 금형의 외부로 배출되도록 상기 눌림대바디부의 저면이 상기 원형단면맨드릴부에 도달할 때까지 상기 눌림대를 직선 이동시키는 재료관성형곡관배출단계(S12)와;
상기 곡선성형공간에 진입한 재료관이 배출되도록 이동한 눌림대를 초기설치위치로 복귀시키는 눌림대2차복귀단계(S13)와;
상기 S11 내지 S13 단계를 또 다른 재료관에 대하여 반복 실시하는 것을 특징으로 하는 곡관제작방법.
제1항에 있어서,
상기 눌림대제작단계는 상기 눌림대바디부의 일단으로부터 상기 맨드릴원형단면직선부와 동일한 높이구간을 갖도록 원호단면형태로 연장 형성된 눌림대가압부를 더 포함하도록 실시되는 것을 특징으로 하는 곡관제작방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 맨드릴제작단계는 상기 원호단면맨드릴부에 상기 안내홈이 형성되고 상기 안내홈의 상단 양측에는 안내홈경사면이 절취 형성되도록 실시되고;
상기 눌림대제작단계는 상기 눌림대바디부에 상기 안내레일이 형성되고 상기 안내레일의 하단에는 눌림대경사면이 절취 형성되도록 실시되는 것을 특징으로 하는 곡관제작방법.
사다리꼴형태의 측단면을 갖는 직선관형태의 재료관을 사용하여 곡관을 제작하기 위한 곡관제작장치에 있어서,
합형 상태에서 직선투입공간과 상기 직선투입공간에 연결된 곡선성형공간을 갖는 금형과;
상기 재료관의 반경과 동일한 반경을 갖도록 반원단면형태로 형성되고 평면영역에는 안내홈과 안내레일 중 어느 일방이 길이방향을 따라 형성되어 있는 눌림대바디부를 가지고, 상기 눌림대바디부가 상기 직선투입공간에 정렬되도록 상기 금형의 외부에 설치되는 눌림대와;
맨드릴원형단면곡선부와 상기 맨드릴원형단면곡선부로부터 직선상으로 연장형성된 맨드릴원형단면직선부를 구비한 원형단면맨드릴부와 상기 원형단면맨드릴부를 상기 맨드릴원형단면곡선부와 동심원을 이루는 곡선을 따라 2등분되도록 절단할 때 동심원 중심에 가까운 절단부분을 내측원형단면맨드릴부라고 하고 나머지 절단부분을 외측원형단면맨드릴부라고 하는 경우 반원보다 큰 원호단면을 갖도록 상기 내측원형단면맨드릴부의 전체영역과 상기 외측원형단면맨드릴부의 일부영역으로부터 직선상으로 연장 형성되고 평면영역에는 안내홈과 안내레일 중 어느 일방이 길이방향을 따라 형성되어 있는 원호단면맨드릴부를 가지고, 상기 맨드릴원형단면곡선부가 상기 곡선성형공간에 삽입되고 상기 맨드릴원형단면직선부와 상기 원호단면맨드릴부가 상기 직선투입공간에 삽입되도록 상기 금형에 설치되는 맨드릴과;
상기 원형단면맨드릴부의 외경과 동일한 크기의 내경과 상기 곡선성형공간에 형상맞춤되는 외표면을 갖는 곡선형태로 제작되고, 상기 맨드릴원형단면곡선부를 둘러싸도록 상기 맨드릴에 결합된 상태로 상기 곡선성형공간에 삽입되도록 설치되는 지지관과;
상기 눌림대바디부의 저면이 상기 원형단면맨드릴부에 도달할 때까지 상기 눌림대를 직선 이동시킨 후 초기설치위치로 복귀시키는 눌림대구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡관제작장치.
제4항에 있어서,
상기 눌림대는 상기 눌림대바디부의 일단으로부터 상기 맨드릴원형단면직선부와 동일한 높이구간을 갖도록 원호단면형태로 연장 형성된 눌림대가압부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 곡관제작장치.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 안내홈은 상기 원호단면맨드릴부에 형성되어 있고;
상기 원호단면맨드릴부는 상기 안내홈의 상단 양측에 안내홈경사면이 절취 형성되어 있으며;
상기 안내레일은 상기 눌림대바디부에 형성되어 있고, 하단에는 눌림대경사면이 절취 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 곡관제작장치.
곡관을 제작하기 위한 곡관제작방법에 있어서,
사다리꼴형태의 측단면을 갖는 직선관형태의 재료관을 제작하는 재료관제작단계와;
합형 상태에서 직선투입공간과 상기 직선투입공간에 연결된 곡선성형공간을 갖는 금형을 제작하는 금형제작단계와;
맨드릴원형단면곡선부와 상기 맨드릴원형단면곡선부로부터 직선상으로 연장형성된 맨드릴원형단면직선부를 구비한 원형단면맨드릴부와 상기 원형단면맨드릴부와 동심원을 이루고 상기 맨드릴안내홈에 대응하도록 상기 원형단면맨드릴부로부터 연장형성된 안내맨드릴부를 갖는 맨드릴을 제작하는 맨드릴제작단계와;
상기 원형단면맨드릴부의 외경과 동일한 크기의 내경과 상기 곡선성형공간에 형상맞춤되는 외표면을 갖는 지지관을 제작하는 지지관제작단계와;
상기 재료관의 외표면과 같은 곡율을 갖도록 원형단면형태로 형성되고 맨드릴안내홈이 길이방향을 따라 형성되어 있는 눌림대바디부를 갖는 눌림대를 제작하는 눌림대제작단계와;
상기 맨드릴원형단면곡선부를 둘러싸도록 상기 맨드릴에 상기 지지관을 결합하고 상기 지지관과 상기 맨드릴원형단면곡선부가 상기 곡선성형공간에 삽입되고 상기 맨드릴원형단면직선부와 상기 안내맨드릴부가 상기 직선투입공간에 삽입되도록 상기 지지관과 상기 맨드릴을 상기 금형에 설치하는 지지관맨드릴설치단계와;
상기 눌림대바디부가 상기 직선투입공간에 정렬되고 상기 맨드릴안내홈이 상기 안내맨드릴부에 정렬되도록 상기 눌림대를 상기 금형의 외부에 설치하는 눌림대설치단계와;
상기 지지관의 상단에 지지되도록 상기 재료관을 상기 직선투입공간에 투입하는 재료관1차투입단계와;
상기 직선투입공간에 투입된 재료관이 변형되면서 상기 곡선성형공간에 진입하고 상기 곡선성형공간에 진입하는 재료관의 가압동작에 의해 상기 지지관이 상기 금형의 외부로 배출되도록 상기 눌림대바디부의 저면이 상기 원형단면맨드릴부에 도달할 때까지 상기 눌림대를 직선 이동시키는 재료관성형지지관배출단계와;
상기 지지관이 배출되도록 이동한 눌림대를 초기설치위치로 복귀시키는 눌림대1차복귀단계와;
상기 재료관성형지지관배출단계에서 상기 곡선성형공간에 진입한 재료관의 상단에 지지되도록 다른 재료관을 상기 직선투입공간에 투입하는 재료관2차투입단계(S11)와;
상기 직선투입공간에 투입된 다른 재료관이 변형되면서 상기 곡선성형공간에 진입하고 상기 곡선성형공간에 진입하는 다른 재료관의 가압동작에 의해 상기 곡선성형공간에 먼저 진입한 재료관이 상기 금형의 외부로 배출되도록 저면이 상기 원형단면맨드릴부에 도달할 때까지 상기 눌림대를 직선 이동시키는 재료관성형곡관배출단계(S12)와;
상기 곡선성형공간에 진입한 재료관이 배출되도록 이동한 눌림대를 초기설치위치로 복귀시키는 눌림대2차복귀단계(S13)와;
상기 S11 내지 S13 단계를 또 다른 재료관에 대하여 반복 실시하는 것을 특징으로 하는 곡관제작방법.
제7항에 있어서,
상기 눌림대제작단계는 상기 눌림대바디부의 일단으로부터 상기 맨드릴원형단면직선부와 동일한 높이구간을 갖도록 연장 형성된 관형태의 눌림대가압부를 더 포함하도록 실시되는 것을 특징으로 하는 곡관제작방법.
사다리꼴형태의 측단면을 갖는 직선관형태의 재료관을 사용하여 곡관을 제작하기 위한 곡관제작장치에 있어서,
합형 상태에서 직선투입공간과 상기 직선투입공간에 연결된 곡선성형공간을 갖는 금형과;
맨드릴원형단면곡선부와 상기 맨드릴원형단면곡선부로부터 직선상으로 연장형성된 맨드릴원형단면직선부를 구비한 원형단면맨드릴부와 상기 원형단면맨드릴부와 동심원을 이루고 상기 맨드릴안내홈에 대응하도록 상기 원형단면맨드릴부로부터 연장형성된 안내맨드릴부를 가지고, 상기 맨드릴원형단면곡선부가 상기 곡선성형공간에 삽입되고 상기 맨드릴원형단면직선부와 상기 안내맨드릴부가 상기 직선투입공간에 삽입되도록 상기 금형에 설치되는 맨드릴과;
상기 원형단면맨드릴부의 외경과 동일한 크기의 내경과 상기 곡선성형공간에 형상맞춤되는 외표면을 갖는 곡선형태로 제작되고, 상기 맨드릴원형단면곡선부를 둘러싸도록 상기 맨드릴에 결합된 상태로 상기 곡선성형공간에 삽입되도록 설치되는 지지관과;
상기 재료관의 외표면과 같은 곡율을 갖도록 원형단면형태로 형성되고 맨드릴안내홈이 길이방향을 따라 형성된 눌림대바디부를 가지고, 상기 눌림대바디부가 상기 직선투입공간에 정렬되고 상기 맨드릴안내홈이 상기 안내맨드릴부에 정렬되도록 상기 금형의 외부에 설치되는 눌림대와;
상기 눌림대바디부의 저면이 상기 원형단면맨드릴부에 도달할 때까지 상기 눌림대를 직선 이동시킨 후 초기설치위치로 복귀시키는 눌림대구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡관제작장치.
제9항에 있어서,
상기 눌림대는 상기 눌림대바디부의 일단으로부터 상기 맨드릴원형단면직선부와 동일한 높이구간을 갖도록 연장 형성된 관형태의 눌림대가압부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 곡관제작장치.