KR20200070798A - 양면 쐐기형 클램프를 갖는 환봉 절단 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 환봉 절단 장치는 메인 프레임의 상측에 상하 이동 가능하게 고정되는 슬라이드, 메인 프레임의 하측에 배치되어 슬라이드의 승강에 의해 환봉을 절단하는 상부 블레이드 및 하부 블레이드, 환봉을 고정시키는 양면 쐐기형 클램프를 포함하고, 양면 쐐기형 클램프는 메인 프레임의 일측에 고정되는 몸체, 서로 반대 방향으로 소정각도 경사진 상측 경사면과 하측 경사면이 형성되고, 몸체의 내부에 환봉의 중심축과 직교방향으로 이동 가능하게 설치되는 쐐기, 쐐기의 양 단부 각각에 배치되어 쐐기를 수평 이동시키는 구동부, 쐐기의 상측에 배치되어 쐐기의 상측 경사면을 따라 이동하도록 가이드하는 쐐기 가이드 및 쐐기의 하측에 배치되어 쐐기의 수평 이동에 의해 쐐기의 하측 경사면의 경사 각도에 대응하여 수직 이동하는 누름 블록을 포함할 수 있다.

Description

양면 쐐기형 클램프를 갖는 환봉 절단 장치{STEEL CHOPPER HAVING DOUBLE-FACED WEDGE TYPE CLAMP}

본 발명은 환봉 절단 장치에 관한 것으로써, 좀 더 구체적으로는 양방향으로 테이퍼 진 쐐기를 이용하여 환봉을 고정함으로써 환봉의 절단면 손상을 줄일 수 있는 환봉 절단 장치에 관한 것이다.

금속재인 환봉은 부품 단위 별로 필요한 길이만큼 잘라서 사용한다.

환봉을 자르는 방법으로는 여러 가지가 있지만, 한 방법으로 고정날과 이동날을 이용하여 절단하는 방법이 있다.

이러한 절단 방법은 고정날과 이동날이 맞물려 환봉을 절단하기 때문에, 이동날이 정확히 고정날에 대응하는 위치로 하강하는 것이 중요하다.

또한, 절단 시 봉재가 움직이게 되면 절단과정에서 봉재가 구부러지거나 변형 등이 생기게 되고, 일정 길이가 절단되고 봉재가 얼마 남지 않았을 때는 절단에 의해 봉재에 변형 등이 생기고, 절단면이 매끄럽지 못하게 되며, 잔재를 버려 소모되는 소재가 많아지게 된다.

또한, 봉재 고정 구성요소를 포함하는 경우에도 봉재 고정 구성요소가 봉재를 고정하는데 걸리는 시간이 길어 봉재의 장입 속도가 느려지는 문제를 가지고 있다.

따라서, 봉재의 고정 속도가 빨라 효율적인 봉재 고정 구성요소가 필요하다.

일본 등록특허 1018378760000(등록일자 2018년03월06일)

본 발명의 목적은 환봉를 빠르게 고정시켜 작업시간을 감소시키면서도 절단면의 손상을 최소화하여 효율적으로 환봉을 절단할 수 있는 환봉 절단 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 환봉 절단 장치는 메인 프레임의 상측에 상하 이동 가능하게 고정되는 슬라이드, 상기 메인 프레임의 하측에 배치되어 상기 슬라이드의 승강에 의해 환봉을 절단하는 상부 블레이드 및 하부 블레이드, 상기 환봉을 고정시키는 양면 쐐기형 클램프를 포함할 수 있다.

또한, 상기 양면 쐐기형 클램프는 상기 메인 프레임의 일측에 고정되는 몸체, 서로 반대 방향으로 소정각도 경사진 상측 경사면과 하측 경사면이 형성되고, 상기 몸체의 내부에 상기 환봉의 중심축과 직교방향으로 이동 가능하게 설치되는 쐐기, 상기 쐐기의 양 단부 각각에 배치되어 상기 쐐기를 수평 이동시키는 구동부, 상기 쐐기의 상측에 배치되어 상기 쐐기가 상기 쐐기의 상측 경사면을 따라 이동하도록 가이드하는 쐐기 가이드 및 상기 쐐기의 하측에 배치되어 상기 쐐기의 수평 이동에 의해 상기 쐐기의 하측 경사면의 경사 각도에 대응하여 수직 이동하는 누름 블록을 포함할 수 있다.

또한, 상기 구동부는 상기 쐐기의 일단에 제1피스톤의 단부가 삽입 고정되고 제1로드의 돌출량을 조절하여 상기 쐐기를 수평 이동시키는 제1실린더 및 상기 쐐기의 타단에 제2피스톤의 단부가 접촉하고 제2로드의 돌출량을 조절하여 상기 쐐기를 수평 이동 시키는 제2실린더를 포함할 수 있다.

또한, 상기 양면 쐐기형 클램프는 상기 제1실린더와 상기 제2실린더가 연동하도록 각각의 내부 압력을 조절하여 상기 쐐기의 이동 방향과 이동량을 조절할 수 있다.

또한, 상기 쐐기 가이드는 상기 상측 경사면과 동일한 경사각을 가지며, 상기 쐐기의 상부와 면접촉하는 제1 쐐기 접촉면 및 상기 몸체에 고정되는 몸체 고정면을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 쐐기 접촉면은 상기 쐐기의 상부 형상에 대응하도록 함몰 형성된 제2 쐐기 삽입홈을 포함할 수 있다.

또한, 상기 누름 블록은 상기 하측 경사면과 동일한 경사각을 가지며, 상기 쐐기의 하부와 면접촉하는 제2 쐐기 접촉면 및 상기 환봉과 접촉하는 환봉 접촉면을 포함할 수 있다.

또한, 상기 환봉 접촉면은 상기 환봉과 대응하도록 함몰된 형성된 환봉 삽입홈을 포함할 수 있다.

종래의 일방향 실린더 방식의 경우, 피스톤이 전진하고 후진하는데 필요한 시간(스트로크)가 길뿐 아니라, 쐐기를 밀거나 당길 때 실린더에 전달되는 힘이 과중하여 내구성이 떨어지는 문제점을 가지고 있었다. 또한, 쐐기의 일측에 실린더가 위치하기 때문에 피스톤과 쐐기를 고정하기 위해 적용된 나사형태는 과중한 힘에 의해 쉽게 손상되고 그에 따라 장치의 비가동 시간이 길어져 작업 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.

반면, 본 발명의 실시예에 따른 양면 쐐기형 클램프는 쐐기의 양측에 실린더를 적용시켜 쐐기의 이동시간(스트로크) 즉, 환봉을 고정시키는데 걸리는 시간이 종래 대비 절반으로 줄일 수 있다. 즉, 환봉 절단 장치의 작업 효율성을 높일 수 있다.

또한, 하나의 실린더에 전달되는 하중이 절반으로 줄어들어 실린더 내구성을 향상시키며, 이에 따라 장기간 사용해도 손상이 적어 부속품 교체를 위한 장치의 비가동 시간을 줄일 수 있다.

또한, 피스톤과 쐐기의 고정방식도 삽입방식과 접촉방식으로 마모가 적어 장기간 사용할 수 있다.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 환봉 절단 장치는, 환봉를 빠르게 고정시켜 작업시간을 감소시키면서도 장치의 손상이 적어 장기간 사용할 수 있고, 절단면의 손상을 최소화하여 효율적으로 환봉을 절단할 수 있다.

다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 환봉 절단 장치의 구성을 나타내는 도면(정면도)이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 환봉 절단 장치의 구성을 나타내는 도면(측면도)이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 양면 쐐기형 클램프의 몸체의 도면(정면도)이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 쐐기 가이드의 도면(측면도)이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 쐐기 가이드의 도면(정면도)이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 쐐기의 도면(측면도)이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 환봉 절단 장치의 양면 쐐기형 클램프가 환봉을 가압한 상태를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 환봉 절단 장치의 양면 쐐기형 클램프가 환봉을 가압하지 않는 상태를 나타내는 도면이다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 보다 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성요소 중 종래기술에 의하여 통상의 기술자가 명확하게 파악할 수 있고 용이하게 재현할 수 있는 것에 관하여는 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위하여 그 구체적인 설명을 생략하도록 한다.

이하에서는, 본 발명에 따른 환봉 절단 장치에 대하여 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 환봉 절단 장치의 구성을 나타내는 도면(정면도)이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 환봉 절단 장치의 구성을 나타내는 도면(측면도)이다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 환봉 절단 장치는 메인 프레임(미도시), 슬라이드(100), 상부 블레이드(200), 하부 블레이드(300), 양면 쐐기형 클램프(500)를 포함할 수 있고, 메인 플레임(미도시)는 슬라이드(100), 상-하부 블레이드(200,300), 양면 쐐기형 클램프(500)를 지지할 수 있다.

슬라이드(100)는 메인 프레임(미도시)의 상측에 상하 이동 가능하게 고정될 수 있다.

상부 블레이드(200)와 하부 블레이드(300)는 메인 프레임(미도시)의 하측에 배치되어, 슬라이드(100)의 승강에 의해 환봉(10)을 절단할 수 있다.

양면 쐐기형 클램프(500)는 환봉(10)을 상측에서 가압하여 하부 블레이드(300)에 밀착하여 고정시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 양면 쐐기형 클램프(500)의 몸체(510)의 도면(정면도)이다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 쐐기 가이드(540)의 도면(측면도)이며, 도 5는 도 4의 우측면도이다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 쐐기(520)의 도면(측면도)이다.

도 3 내지 도 6을 참조하여 양면 쐐기형 클램프(500)를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

양면 쐐기형 클램프(500)는 몸체(510), 쐐기(520), 구동부(530), 쐐기 가이드(540) 및 누름 블록(550)을 포함할 수 있다.

몸체(510)는 쐐기(520), 구동부(530), 쐐기 가이드(540) 및 누름 블록(550)을 지지할 수 있다.

몸체(510)는 메인 프레임(미도시)의 일측 즉, 하부 다이스(400)에 고정될 수 있다.

몸체(510)는 하부 다이스(400)에 고정되기 위해 체결홀(511)을 포함할 수 있다.

체결홀(511)의 중심축과 하부 다이스(400)의 체결부(미도시) 중심축을 일치시켜 체결함으로써 몸체(510)는 체결홀(511)을 중심으로 전개되거나 수납될 수 있다.

따라서, 양면 쐐기형 클램프(500)의 구성품이 마모되거나 손상됐을 경우, 하부 다이스(400)에서 몸체(510)를 전개하여 교체 및 수리할 수 있다.

전술한 몸체(510)와 하부 다이스(400)의 고정방식은 일 실시예로, 양면 쐐기형 클램프(500)가 하부 다이스(400)에 안정적으로 고정-분해 가능한 형태라면 본 발명은 이를 한정하지 않는다.

또한, 몸체(510)는 쐐기(520)와 쐐기 가이드(540) 및 구동부(530)가 내장되는 삽입홈(512)을 포함할 수 있다.

삽입홈(512)은 쐐기(520)가 수평이동 가능하게 고정되는 제1 쐐기 삽입홈(512a), 구동부(530) 중 제1실린더(531)가 수평방향으로 연장 가능하게 고정되는 제1실린더 삽입홈(512c), 제2실린더(532)가 수평방향으로 연장 가능하게 고정되는 제2실린더 삽입홈(512b)을 포함할 수 있다.

이때, 제1실린더 삽입홈(512c)과 제2실린더 삽입홈(512b)은 구동을 위해 필요한 호스 등과 같은 부속품이 삽입되는 기타 공간을 포함할 수 있다.

쐐기(520)는 몸체(510)의 내부에 환봉(10)의 중심축과 직교방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다.

쐐기(520)는 서로 반대 방향으로 소정각도 경사진 상측 경사면(521), 하측 경사면(522), 제1실린더(531)의 피스톤이 삽입되도록 대응하는 형상으로 함몰 형성된 피스톤 삽입홈(523)을 포함할 수 있다.

상측 경사면(521)과 하측 경사면(522)은 쐐기(520)의 이동 중심축을 기준으로 동일하게 경사지거나 서로 다르게 경사질 수 있다.

쐐기(520)의 이동속도 대비 빠른 속도로 환봉(10)을 고정하고 싶을 경우, 상측 경사면(521)보다 하측 경사면(522)의 각도를 크게 적용할 수 있다.

반면, 쐐기(520)의 이동속도 대비 느리게 환봉(10)을 고정하고 싶을 경우, 상측 경사면(521)보다 하측 경사면(522)의 각도를 더 작게 적용할 수 있다.

반면, 쐐기(520)의 이동속도와 동일한 속도로 환봉(10)을 고정하고 싶을 경우, 상측 경사면(521)과 하측 경사면(522)의 각도를 동일하게 적용할 수 있다.

즉, 환봉(10)과 후술할 누름 블록(550)의 환봉 접촉면(552)과의 이격거리를 감안하여 쐐기(520)의 기울기를 적용할 수 있다.

구동부(530)는 쐐기(520)의 양 단부 각각에 배치되어 쐐기(520)를 수평 이동시킬 수 있다.

구동부(530)는 쐐기(520)의 일단에 제1피스톤의 단부가 삽입 고정되고 제1로드의 돌출량을 조절하여 쐐기(520)를 수평 이동시키는 제1실린더(531)와, 쐐기(520)의 타단에 제2피스톤의 단부가 접촉되고 제2로드의 돌출량을 조절하여 쐐기(520)를 수평 이동 시키는 제2실린더(532)를 포함할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 쐐기(520)의 양측에 각각 위치하는 제1실린더(531)와 제2실린더(532)는 서로 연동하며 쐐기(520)를 이동시킨다.

구동부(530)와 쐐기(520)의 구동에 따른 누름 블록(550)의 구동원리에 대해서는 아래에서 후술하기로 한다.

쐐기 가이드(540)는 쐐기(520)의 상측에 배치되어 쐐기(520)가 상측 경사면(521)을 따라 이동하도록 가이드할 수 있다.

쐐기 가이드(540)는 상측 경사면(521)과 동일한 경사각을 가지며, 쐐기(520)의 상부와 면접촉하는 제1 쐐기 접촉면(541)과, 몸체(510)에 고정되는 몸체 고정면(542)을 포함할 수 있다.

쐐기 가이드(540)는 볼트-너트와 같은 기계요소에 의해 몸체(510)에 고정될 수 있다.

제1 쐐기 접촉면(541)은 쐐기(520)의 상부 형상에 대응하도록 함몰 형성된 제2 쐐기 삽입홈(543)을 포함할 수 있다.

쐐기(520)는 제2 쐐기 삽입홈(543)과 3면 접촉하며 수평 이동하기 때문에 정확한 이동경로를 따라 이동할 수 있다.

누름 블록(550)은 쐐기(520)의 하측에 배치되어, 쐐기(520)의 수평 이동에 의해 쐐기(520)의 하측 경사면(522)의 경사 각도에 대응하여 수직 이동할 수 있다.

누름 블록(550)은 하측 경사면(522)과 동일한 경사각을 가지며, 쐐기(520)의 하부와 면접촉하는 제2 쐐기 접촉면(551)과, 환봉(10)과 접촉하는 환봉 접촉면(552)을 포함할 수 있다.

환봉 접촉면(552)은 환봉(10)과 대응하도록 함몰된 형성된 환봉 삽입홈(553)을 포함할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 환봉 절단 장치의 양면 쐐기형 클램프(500)가 환봉(10)을 가압한 상태를 나타내는 도면이고, 도 8은 양면 쐐기형 클램프(500)가 환봉(10)을 가압하지 않는 상태를 나타내는 도면이다.

도 1 내지 도 8을 참조하여 양면 쐐기형 클램프(500)의 구동원리를 자세히 설명한다.

도 7의 경우, 제1실린더(531)의 내부 압력을 높여 제1실린더(531)를 연장시킴과 동시에 제2실린더(532)의 내부 압력을 낮춰 제2실린더(532)를 수축시켜, 쐐기(520)를 제2실린더(532) 방향으로 이동시킨다.

이때 누름 블록(550)은 환봉 절단 장치에 수평 방향으로 고정된 상태이기 때문에 쐐기(520)의 하측 경사면(522)을 따라 하측으로 이동하게 된다.

그에 따라 하향 이동한 누름 블록(550)이 환봉(10)을 가압하여 환봉(10)은 하부 블레이드(300)에 밀착 고정되게 된다.

이때 누름 블록(550)의 수직이동 거리는 쐐기(520)의 수평이동 거리 X tanθ(하측 경사면(522)의 기울기)이다.

도 8의 경우, 제2실린더(532)의 내부 압력을 높여 제2실린더(532)를 연장시킴과 동시에 제1실린더(531)의 내부 압력을 낮춰 제1실린더(531)를 수축시켜, 쐐기(520)를 제1실린더(531) 방향으로 이동시킨다.

이때 누름 블록(550)은 환봉 절단 장치에 수평 방향으로 고정된 상태이기 때문에 쐐기(520)의 하측 경사면(522)을 따라 상측으로 이동하게 된다.

그에 따라 상향 이동한 누름 블록(550)은 환봉(10)과 이격되고 환봉(10)은 하부 블레이드(300)에서 이격되게 된다.

이때 누름 블록(550)의 수직이동 거리는 쐐기(520)의 수평이동 거리 X tanθ(하측 경사면(522)의 기울기)이다.

즉, 본 발명에 따르면, 환봉(10)과 누름 블록(550)의 이격거리에 따라 양면 쐐기형 클램프(500)는 제1실린더(531)와 제2실린더(532)가 연동하도록 각각의 내부 압력을 조절하여 쐐기(520)의 이동 방향과 이동량을 조절할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 상부 블레이드(200)의 이동 속도에 따라 제1실린더(531)와 제2실린더(532)의 내부 압력을 조절하거나 쐐기의 경사각을 변경 적용함으로써 환봉 절단 장치의 작동 속도를 변경할 수 있다.

이상에서 실시 형태들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 형태에 포함되며, 반드시 하나의 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 형태에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 형태들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 형태들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시 형태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 즉, 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 환봉
100 : 슬라이드
200 : 상부 블레이드
300 : 하부 블레이드
400 : 하부 다이스
500 : 양면 쐐기형 클램프
510 : 몸체
520 : 쐐기
530 : 구동부
540 : 쐐기 가이드
550 : 누름 블록
511 : 체결홀
512 : 삽입홈
512a : 제2 쐐기 삽입홈
512b : 제2실린더 삽입홈
512c : 제1실린더 삽입홈
521 : 상측 경사면
522 : 하측 경사면
523 : 피스톤 삽입홈
531 : 제1실린더
532 : 제2실린더
541 : 제1 쐐기 접촉면
542 : 몸체 고정면
543 : 제1 쐐기 삽입홈
551 : 제2 쐐기 접촉면
552 : 환봉 접촉면
553 : 환봉 삽입홈

Claims (7)

1. 메인 프레임의 상측에 상하 이동 가능하게 고정되는 슬라이드;
   상기 메인 프레임의 하측에 배치되어 상기 슬라이드의 승강에 의해 환봉을 절단하는 상부 블레이드 및 하부 블레이드; 및
   상기 환봉을 고정시키는 양면 쐐기형 클램프;를 포함하고
   상기 양면 쐐기형 클램프는
   상기 메인 프레임의 일측에 고정되는 몸체;
   서로 반대 방향으로 소정각도 경사진 상측 경사면과 하측 경사면이 형성되고, 상기 몸체의 내부에 상기 환봉의 중심축과 직교방향으로 이동 가능하게 설치되는 쐐기;
   상기 쐐기의 양 단부 각각에 배치되어 상기 쐐기를 수평 이동시키는 구동부;
   상기 쐐기의 상측에 배치되어 상기 쐐기가 상기 쐐기의 상측 경사면을 따라 이동하도록 가이드하는 쐐기 가이드; 및
   상기 쐐기의 하측에 배치되어 상기 쐐기의 수평 이동에 의해 상기 쐐기의 하측 경사면의 경사 각도에 대응하여 수직 이동하는 누름 블록;을 포함하는, 환봉 절단 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 구동부는
   상기 쐐기의 일단에 제1피스톤의 단부가 삽입 고정되고 제1로드의 돌출량을 조절하여 상기 쐐기를 수평 이동시키는 제1실린더; 및
   상기 쐐기의 타단에 제2피스톤의 단부가 접촉되고 제2로드의 돌출량을 조절하여 상기 쐐기를 수평 이동 시키는 제2실린더;를 포함하는, 환봉 절단 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 양면 쐐기형 클램프는
   상기 제1실린더와 상기 제2실린더가 연동하도록 각각의 내부 압력을 조절하여 상기 쐐기의 이동 방향과 이동량을 조절하는, 환봉 절단 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 쐐기 가이드는
   상기 상측 경사면과 동일한 경사각을 가지며, 상기 쐐기의 상부와 면접촉하는 제1 쐐기 접촉면; 및
   상기 몸체에 고정되는 몸체 고정면;을 포함하는, 환봉 절단 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제1 쐐기 접촉면은
   상기 쐐기의 상부 형상에 대응하도록 함몰 형성된 제2 쐐기 삽입홈;을 포함하는, 환봉 절단 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 누름 블록은
   상기 하측 경사면과 동일한 경사각을 가지며, 상기 쐐기의 하부와 면접촉하는 제2 쐐기 접촉면; 및
   상기 환봉과 접촉하는 환봉 접촉면;을 포함하는, 환봉 절단 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 환봉 접촉면은
   상기 환봉과 대응하도록 함몰된 형성된 환봉 삽입홈;을 포함하는, 환봉 절단 장치.

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