KR20220146234A - 다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치 - Google Patents

다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치 Download PDF

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KR20220146234A
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Abstract

본 발명은 롤 벤딩에 의해 곡면을 형성하는 냉간 굽힙 공정과 열 부가에 의한 다중 곡면을 추가 형성하는 공정을 하나의 롤 벤딩 장치 내에서 수행할 수 있도록 함으로써, 다중곡 성형의 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 다중곡 성형용 하이브리드 롤 벤딩 장치는, 나란하게 배치되는 2개의 하부 롤러(4); 상기 2개의 하부 롤러(4) 사이의 상부에 상기 상부 롤러(6)에 평행하게 배치됨과 함께 승강 가능하게 설치되어, 상기 하부 롤러(4)에 얹힌 판재(10)를 아래로 가압하여 굽힘 성형하는 상부 롤러(6); 상기 2개의 하부 롤러(4) 사이에서 상기 판재(10)의 아랫면에 열을 가하기 위한 가열코일 모듈(130)을 구비함과 함께, 상기 판재(10)와 상기 가열코일 모듈(130) 사이의 간극을 조절할 수 있도록 상기 가열코일 모듈(130)이 승강 가능하게 설치되는 롤러 간 가열기구(100)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치{HYBRID ROLL BENDING APPARATUS FOR FORMING MULTI-CURVED PANELS}
본 발명은 판재를 냉간 굽힘 성형하는 롤 벤딩 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 롤 벤딩에 의해 곡면을 형성하는 냉간 굽힙 공정과 열 부가에 의한 다중 곡면을 추가 형성하는 공정을 하나의 롤 벤딩 장치 내에서 수행할 수 있도록 함으로써, 다중곡 성형의 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 선체 외판과 같은 판재의 3차원 곡면 가공(곡 가공)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 평탄한 판재(2)를 롤 벤딩 장치와 같은 기계적 성형 장치에 투입하여 상온에서 냉간 굽힘 성형 공정을 통해 1차적으로 횡곡(폭 방향의 구부림)을 부여함으로써 폭 방향으로 굽어지는 곡면을 형성한다.
이어서 횡곡을 형성한 판재를, 가열 토치에 의해 수동으로 국부적으로 가열하거나, 가열장치가 구비된 열간 곡 성형 장치(예; 특허문헌 1, 2 참조)에 투입하여, 판재에 국부적으로 선상(線狀) 가열(2a) 및 삼각 가열(2b)과 형태로 열을 가하고 냉각하는 열간 곡 성형 공정을 통해 종곡(길이 방향의 구부림)을 추가로 부여함으로써, 최종적으로 횡곡과 종곡이 복합된 다중곡(3차원 곡면)의 판재를 완성한다.
판재에 횡곡을 형성하는 롤 벤딩 장치의 한 예가 도 2에 도시되어 있다(도 3 을 나란히 참조한다).
도 2에 도시된 바와 같이, 일반적인 롤 벤딩 장치는, 하나의 상부 롤러(6)에 대해 2개의 하부 롤러(4)가 구비된 프레스 형태의 롤 벤딩 장치이다. 이는, 2개의 하부 롤러(4)를 위치고정하고, 하나의 상부 롤러(6)는 승강 가능하게 하여, 상부 롤러(6)와 하부 롤러(4) 사이로 판재(10)가 통과할 때 상부 롤러(6)를 하강시켜 판재(10)를 눌러 굽힌다.
따라서, 롤 벤딩 장치를 통과한 판재(10)는, 도 3의 좌측 하단에 도시된 바와 같이, 횡곡이 형성되게 된다.
이렇게 롤 벤딩 장치에 의해 횡곡을 형성한 판재(10)는, 앞에서 설명한 특허문헌 1, 2와 같은 열간 곡 성형 장치에 투입하여 횡곡과 종곡이 복합적으로 구현된 다중곡 판재(10a)를 완성하게 된다.
그런데 열간 곡 성형 공정에서 복잡한 곡면을 형성하기 위해서는, 도 1에서 설명한 바와 같은 선상 가열(2a) 및 삼각 가열(2b)과 같은 복잡하고 정교한 가열 과정이 필요하다.
이에 롤 벤딩 장치에서 일정량의 다중곡을 미리 성형해 줌으로써, 후속하는 열간 곡 성형 시의 공정 부담을 줄이고자 하는 장치가 특허문헌 3, 4에 제안되어 있다.
특허문헌 3은, 한 쌍의 하측 롤러와 하나의 상측 롤러를 구비하고, 상측 롤러의 양단의 높낮이 차이를 주어 '중간목표형상'으로 1차 냉간 벤딩 공정을 수행하는 것이다. 이는, 상측 롤러와 하측 롤러 사이의 거리가 짧은 쪽에는 곡률 반지름이 작은(곡률이 큰) 곡면을 형성하고, 상측 롤러와 하측 롤러 사이의 거리가 먼 쪽으로 갈수록 곡률 반지름이 커지는(곡률이 작아지는) 횡곡을 형성하도록 한 것이며, 이 형태를 '중간목표형상'으로 삼은 것이다.
특허문헌 4는, 본체 프레임에 고정되어 있는 주 실린더에 의하여 상하로 이동하는 상부 롤을 설치하고, 그 상부 롤을 가압하기 위해 주 실린더에 의해 상부 롤과 동일한 상하운동을 하는 프레임에 일정간격으로 수개의 중간 롤 실린더를 고정하며, 각각의 중간 롤 실린더에는 중간 롤을 장착하여, 이 중간 롤을 상하로 이동시켜 상부 롤의 양단에 높낮이 차이를 준 것이다.
이처럼 특허문헌 3, 4와 같은 장치는, 상부 롤러의 양단의 높낮이 차이를 주어 판재의 길이방향을 따라 횡곡의 곡률 반경이 점차 커지거나 작아지는 형태의 중간 형상까지 성형을 가능케 하여, 최종 열간 곡 성형 공정에서 수행하여야 할 일부의 공정을 미리 롤 벤딩 장치에서 미리 수행함으로써, 후속하는 열간 곡 성형 공정의 공정 부담을 줄일 수 있다는 장점이 있다.
하지만, 특허문헌 3, 4를 포함하는 종래의 장치는, 폭 방향의 곡률 반경의 선형적인 변화는 가져올 수 있으나, 판재의 길이방향으로의 굽힘을 추가하지도 못하고, 판재의 길이방향으로의 굽힘의 변화도 추가하지 못함으로써, 최종 열간 곡 성형에 그다지 큰 도움을 주지 못하거나, 선박의 선수 벌브의 외판과 같이 횡곡과 종곡이 복잡하게 얽힌 3차원 곡면을 요구하는 판재에는 적용하기 어렵다.
특허공개 제10-2013-0084786호 공보(2013.07.26.) 특허공개 제10-2013-0085248호 공보(2013.07.29.) 일본 특허 제5150230호 공보(2012.12.07.) 등록특허 제10-0682298호 공보(2007.02.07.)
이에 본 발명은, 롤 벤딩에 의해 곡면을 형성하는 냉간 굽힙 공정과 함께, 열 부가에 의한 '다중 곡면'을 추가로 형성하는 공정의 일부를, 하나의 롤 벤딩 장치 내에서 수행할 수 있도록 하여, 열간 곡 성형 공정의 부담을 줄이는 한편, 다양한 형태의 다중곡 판재에 광범위하게 적용할 수 있도록 하는 다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 다중곡 성형용 하이브리드 롤 벤딩 장치는, 나란하게 배치되는 2개의 하부 롤러(4); 상기 2개의 하부 롤러(4) 사이의 상부에 상기 상부 롤러(6)에 평행하게 배치됨과 함께 승강 가능하게 설치되어, 상기 하부 롤러(4)에 얹힌 판재(10)를 아래로 가압하여 굽힘 성형하는 상부 롤러(6); 상기 2개의 하부 롤러(4) 사이에서 상기 판재(10)의 아랫면에 열을 가하기 위한 가열코일 모듈(130)을 구비함과 함께, 상기 판재(10)와 상기 가열코일 모듈(130) 사이의 간극을 조절할 수 있도록 상기 가열코일 모듈(130)이 승강 가능하게 설치되는 롤러 간 가열기구(100)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치에서, 상기 롤러 간 가열기구(100)의 가열코일 모듈(130)은, 상기 하부 롤러(4)의 길이 방향으로 일부 구간만큼의 길이를 가지는 복수 개의 독립된 가열코일 모듈(130)이 상기 하부 롤러(4)의 길이 방향으로 간격을 유지하여 나란하게 배치되며, 복수 개의 독립된 가열코일 모듈(130) 각각에 인가되는 전류량의 차등을 주는 것에 의해 각 가열코일 모듈(130)마다 발생하는 발열량에 차이가 생기도록 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치에서, 상기 롤러 간 가열기구(100)는, 실린더(110)와, 상기 실린더(110)에 길이를 신장, 수축시킬 수 있도록 결합하는 승강 축(120)을 구비하며, 상기 승강 축(120)의 상단에 상기 가열코일 모듈(130)을 결합하여 구성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치에서, 상기 롤러 간 가열기구(100)는, 상기 가열코일 모듈(130)의 양측 단부에 대응하여 배치되는 제1 실린더(110a) 및 제2 실린더(110b)와, 상기 제1 실린더(110a) 및 제2 실린더(110b)에 길이를 신장, 수축시킬 수 있도록 결합하는 제1 승강 축(120a) 및 제2 승강 축(120b)을 구비하며, 상기 가열코일 모듈(130)의 길이 방향 양쪽 끝 부분을, 상기 제1 승강 축(120a)의 상단 부분과 제2 승강 축(120b)의 상단 부분에 공지의 4절 회전기구 방식으로 연결되어, 상기 제1 승강 축(120a)과 상기 제2 승강 축(120b)의 신장 길이에 차이를 주면 상기 4절 회전기구의 작용에 의해 상기 가열코일 모듈(130)이 길이방향으로 기울어지도록 구성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치에서, 상기 롤러 간 가열기구(100)는, 상기 가열코일 모듈(130)의 양측 단부에 대응하여 배치되는 제1 실린더(110a) 및 제2 실린더(110b)와, 상기 제1 실린더(110a) 및 제2 실린더(110b)에 길이를 신장, 수축시킬 수 있도록 결합하는 제1 승강 축(120a) 및 제2 승강 축(120b)을 구비하며, 상기 가열코일 모듈(130)의 길이방향 한쪽 끝 부분에는 제1 연결블록(140)이 일체로 형성되고, 상기 제1 연결블록(140)이 상기 제1 승강 축(120a)의 상단 부분에 제1 힌지 축(122a)에 의해 회동 가능하게 연결되며, 상기 가열코일 모듈(130)의 길이방향 다른 한쪽 끝 부분에서, 상기 제2 승강 축(120b)의 상단 부분에는 제2 연결블록(150)이 제2 힌지 축(122b)에 의해 회동 가능하게 연결됨과 함께, 상기 제2 연결블록(150)에는 상기 가열코일 모듈(130)이 길이 방향으로 미끄러짐 운동 가능하게 연결하여 구성할 수 있다.
본 발명에 따른 다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치에 의하면, 롤 벤딩에 의한 굽힙 공정 도중에 판재(10)에 열을 가하여 '다중 곡면'이 형성되도록 할 수 있음으로써, 롤 벤딩 장치에서 열간 곡 성형 공정의 일부 또는 전부를 수행할 수 있다. 이에 따라, 다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치에 의해 종래의 열간 곡 성형 공정의 부담을 줄이고 다중곡 성형의 생산성을 향상시킬 수 있다).
또한, 본 발명의 다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치에 의하면, 복수 개의 독립적인 가열코일 모듈(130)마다 그 기울기를 달리하여 부여하거나 또는 기울이지 않는 것을 조합하고, 앞에서 설명한 방식으로 복수 개의 독립적인 가열코일 모듈(130)마다 판재(10)와의 간극을 달리하거나 동등하게 하는 것을 더 조합하는 한편, 복수 개의 독립적인 가열코일 모듈(130)마다 인가하는 전류량을 변화시키는 것으로, 판재(10)에 균일하거나, 불균일하거나, 규칙적이거나, 불규칙적인 가열을 수행할 수 있으므로, 판재(10)의 요구 곡면 형상에 알맞게 가열 부위, 가열 영역, 가열 온도, 가열 시간 등을 알맞게 조절할 수가 있다.
도 1은, 판재의 다중곡 성형에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 2는, 종래의 일반적인 롤 벤딩 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은, 본 발명에 따른 다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치의 개략 측면도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치에서 롤러 간 가열기구에 의해 온도 구배를 주어 가열한 상황을 설명하기 위한 저면 사시도이다.
도 5는, 본 발명에 따른 다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치의 사시도이다.
도 6은, 본 발명에 따른 다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치의 저면 사시도이다.
도 7은, 본 발명에 따른 다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치의 롤러 간 가열기구만을 나타내는 사시도이다.
도 8은, 하나의 롤러 간 가열기구를 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 9는, 도 8의 롤러 간 가열기구의 측면도이다.
도 10은, 도 9에서 가열코일 모듈을 기울인 상태를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부도면을 참조하면서, 본 발명의 다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치의 실시 예를 자세하게 설명한다. 이하의 도면의 설명에서 판재(10)의 길이 방향은 롤러(4, 6)의 길이 방향과 동일한 방향이고, 판재(10)의 폭방향은 롤러(4, 6)의 폭 방향과 동일한 방향이다. 아래에서는 이들 용어를 필요에 따라 혼용하여 사용한다.
도 3에는 본 발명에 따른 다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치의 개략 측면도가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치는, 나란하게 배치되는 2개의 하부 롤러(4)와, 이 2개의 하부 롤러(4) 사이의 상부에 평행하게 배치되는 승강 가능한 하나의 상부 롤러(6)를 포함한다.
하부 롤러(4) 위에 판재(10)가 공급되어 얹히면, 상부 롤러(6)가 하강하여 판재(10)를 아래로 가압하는 것에 의해 굽힘 성형이 이루어진다.
이 굽힘 성형은, 도 3의 좌측 하단에 도시된 그림처럼, 판재(10)(또는 롤러의 폭 방향)의 폭 방향으로 굴곡을 주는 공정이다.
본 발명은 이러한 굽힘 공정에 더하여, 굽힘 공정 중의 판재(10)의 하부를 완성된 판재(10)의 요구되는 3차원 곡면 형상을 반영하여 국소적 또는 온도 구배를 주어 가열함으로써, 판재(10)가 하부 롤러(4)를 통과한 이후 가열부가 냉각되는 과정에서 원하는 형상으로 변형되도록 하는 것이다.
즉, 본 발명은 롤 벤딩에 의한 굽힙 공정 도중에 판재(10)에 열을 가하여 '다중 곡면'이 형성되도록 하여 롤 벤딩 장치에서 열간 곡 성형 공정의 일부 또는 전부를 수행함으로써, 종래의 열간 곡 성형 공정의 부담을 줄일 수 있도록 한 것이다.
위와 같이 본 발명의 롤 벤딩 장치를 통과한 판재(10)는 도 3의 우측 하단에 도시된 그림처럼 폭 방향뿐만 아니라 길이방향으로의 곡면이 복합된 다중 곡면을 얻을 수 있다.
굽힘 공정 중의 판재(10)의 하부에 열을 가하는 장치는, 2개의 하부 롤러(4) 사이에 배치되는 것으로서, 판재(10)의 사이에 가열코일 모듈(130)을 구비하며, 상기 가열코일 모듈(130)이 판재(10)의 하면과 소정의 간극을 유지한 채 열을 가할 수 있도록 구성된다.
상기 가열코일 모듈(130)은 공지의 고주파 유도가열 방식(예; 특허문헌 2 참조)으로 구성할 수 있다. 고주파 유도 가열 방식의 가열코일 모듈(130)을 사용하면, 판재(10)의 일부분을 선택하여 국부 또는 국소 가열이 가능하며, 가열 시간, 온도를 정밀하게 제어할 수 있다.
도 4에는, 롤러 간 가열기구(100)의 가열코일 모듈(130)을 이용하여 판재(또는 롤러)의 길이방향으로 온도 구배를 주어 가열했을 때의 온도 분포를 나타내는 도면이 도시되어 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 롤러 간 가열기구(100)에 의해 판재(10)의 길이방향 중간 부분은 높은 온도로 가열하고 양끝으로 갈수록 온도가 낮아지도록 하는 등, 다양한 방식으로 가열할 수 있다. 높은 온도로 가열한 판재(10)의 중간 부분은 냉각 과정에서 더 많이 변형된다.
이처럼 롤러 간 가열기구(100)에 의해 길이 방향으로 불균일한 온도 구배로 가열할 수 있음과 함께, 판재(10)가 하부 롤러(4)를 통과하는 과정에서 연속하여 가열하되, 그 가열 온도나 분포를 변화시키면 판재(10)의 폭 방향으로도 연속, 불연소, 또는 온도 구배를 주는 방식으로 가열할 수 있음으로써, 복잡한 3차원의 곡면을 용이하게 얻을 수 있다.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치의 전체 구조를 보인 것으로서, 도 5에는 사시도가 도시되어 있고, 도 6에는 저면 사시도가 도시되어 있으며, 도 7에는 롤러 간 가열기구(100)만의 사시도가 도시되어 있다.
도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 롤러 간 가열기구(100)를 설명한다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 롤러 간 가열기구(100)는 하부 롤러(4)의 길이 방향으로 일부 구간만큼의 길이를 가지는 복수 개의 독립된 가열코일 모듈(130)을 가지도록 구성하고, 그 복수 개의 독립된 가열코일 모듈(130)을 하부 롤러(4)의 길이 방향으로 간격을 유지하여 나란하게 배치한 형태로 이루어진다.
따라서, 복수 개의 독립된 가열코일 모듈(130) 각각에 인가되는 전류량의 차등을 주면, 각 가열코일 모듈(130)마다 발생하는 발열량에 차이가 생김으로써 판재(10)에 불균일한 온도 구배를 형성할 수 있다.
도 8 내지 도 10은, 본 발명에 따른 하나의 롤러 간 가열기구(100)를 확대하여 나타낸 것으로서, 도 8에는 사시도가 도시되어 있고, 도 9에는 측면도가 도시되어 있으며, 도 10에는 가열코일 모듈을 기울인 상태의 도면이 도시되어 있다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 롤러 간 가열기구(100)는, 판재(10)와 상기 가열코일 모듈(130) 사이의 간극을 조절할 수 있도록, 가열코일 모듈(130)이 승강 가능하게 설치된다.
이를 위해, 상기 롤러 간 가열기구(100)는, 실린더(110)와, 상기 실린더(110)에 길이를 신장, 수축시킬 수 있도록 결합하는 승강 축(120)을 구비하고, 승강 축(120)의 상단에 상기 가열코일 모듈(130)을 결합한다.
따라서, 승강 축(120)을 상하로 이동시키는 것에 의해 가열코일 모듈(130)이 상하로 이동되어 판재(10) 하면과의 간극(판재의 표면에 유도 전류가 생성되도록 하기 위한 간극)을 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 롤러 간 가열기구(100)는, 도 8 내지 도 10에 도시된 실시 예와 같이, 하나의 가열코일 모듈(130)마다 2개의 승강 축(120)을 구비하여, 두 승강 축(120)의 높낮이 차이를 주는 경우 가열코일 모듈(130)을 길이방향으로 기울일 수 있도록 구성할 수 있다.
이 경우에는, 두 승강 축의 높낮이 차이를 주지 않고 가열코일 모듈(130)을 지면에 대해 수평으로 유지하는 것도 당연히 가능하고, 가열코일 모듈(130)을 기울인 상태에서 두 승강 축(120)을 일시에 상승 또는 하강시켜 간극을 조절하는 것도 당연히 가능하다.
이를 위해, 롤러 간 가열기구(100)는, 가열코일 모듈(130)의 양측 단부에 대응하여 배치되는 제1 실린더(110a) 및 제2 실린더(110b)를 구비한다.
제1 실린더(110a) 및 제2 실린더(110b)에는 각각, 길이를 신장, 수축시킬 수 있도록 결합하는 제1 승강 축(120a) 및 제2 승강 축(120b)을 구비한다.
또한, 가열코일 모듈(130)의 길이방향 한쪽 끝 부분에는 제1 연결블록(140)이 일체로 형성된다. 제1 연결블록(140)은 제1 승강 축(120a)의 상단 부분에 제1 힌지 축(122a)에 의해 회동 가능하게 연결된다.
그리고 가열코일 모듈(130)의 길이방향 다른 한쪽 끝 부분에서, 제2 승강 축(120b)의 상단 부분에는 제2 연결블록(150)이 제2 힌지 축(122b)에 의해 회동 가능하게 연결된다.
제2 연결블록(150)에는 가열코일 모듈(130)이 길이 방향으로 미끄러짐 운동 가능하게 연결된다.
가열코일 모듈(130)의 길이방향 미끄러짐 이동은, 상기 제2 연결블록(150)에 미끄럼 안내홈(152)을 형성하고, 그 미끄럼 안내홈(152)에 상기 가열코일 모듈(130)을 미끄럼 운동 가능한 상태로 결합하는 것으로 가능해진다.
이러한 구성에 의하면, 도 10에 도시된 바와 같이, 한쪽의 승강 축(120)인 제2 승강 축(120b)을 아래로 내리면, 그 높이가 제1 승강 축(120a)에 비해 낮아진다. 이때 가열코일 모듈(130)은, 두 힌지 축(122a, 122b)에 의한 회동 연결 구조와, 제2 연결블록(150)에 대한 미끄러짐 이동 연결 구조가 조합되어 있으므로, 제2 승강 축(120b)의 하강량에 순응하여 자세가 자연스럽게 변화되어 길이 방향으로 기울어진 상태가 된다.
가열코일 모듈(130)을, 판재(10)의 요구 곡면 형태에 맞추어 기울어짐을 조절하면, 가열코일 모듈(130)과 판재(10) 사이의 간극이 변화되어, 판재(10) 표면에 온도 구배를 줄 수 있다.
따라서, 복수 개의 독립적인 가열코일 모듈(130)마다 그 기울기를 달리하여 부여하거나 또는 기울이지 않는 것을 조합하고, 앞에서 설명한 방식으로 복수 개의 독립적인 가열코일 모듈(130)마다 판재(10)와의 간극을 달리하거나 동등하게 하는 것을 더 조합하는 한편, 복수 개의 독립적인 가열코일 모듈(130)마다 인가하는 전류량을 변화시키는 것으로, 판재(10)에 균일하거나, 불균일하거나, 규칙적이거나, 불규칙적인 가열을 수행할 수 있으므로, 판재(10)의 요구 곡면 형상에 알맞게 가열 부위, 가열 영역, 가열 온도, 가열 시간 등을 알맞게 조절할 수가 있다.
또한, 위와 같이 가열코일 모듈(130)의 길이방향 기울기를 조절 가능함으로써, 현재 롤 벤딩 장치에 의해 형성된 판재(10)의 횡곡 형태에 따라 가열코일 모듈(130)의 기울기를 조절하여 판재(10)와 가열코일 모듈(130)의 간극을 일정하게 유지할 수도 있다.
예를 들어, 특허문헌 2, 3에서처럼 상부 롤러(6)의 양쪽 단부의 높이 차이를 줌으로써, 판재(10)의 길이방향을 따라 횡곡이 변화하도록 형성한 경우, 곡률 반경이 작은 쪽(상부 롤러(6)의 높이가 낮은 쪽)의 경우에는 판재(10)의 하면이 하부 롤러(4) 쪽으로 더 많이 내려오고, 곡률 반경이 큰 쪽(상부 롤러(6)의 높이가 높은 쪽)의 경우에는 판재(10)의 하면이 하부 롤러(4) 쪽으로 덜 내려오므로, 판재(10)의 곡률 반경이 작은 쪽의 승강 축(120)을 그만큼 아래로 내리면 가열코일 모듈(130)의 전제 길이에 걸쳐 판재(10) 하면과의 간극을 균일하게 유지할 수 있다.
한편, 도면에 도시하지는 않았지만, 도 8 내지 도 10에 도시된 실시예와 동등한 연결형태로서, 가열코일 모듈(130)과 승강 축(120)의 연결을 공지의 4절 회전기구(4절 회전 링크 기구)로 연결하여도 가열코일 모듈(130)을 길이방향으로 기울일 수 있다.
즉, 가열코일 모듈(130)의 길이 방향 양쪽 끝 부분을 각각 상기 제1 승강 축(120a)의 상단 부분과 제2 승강 축(120b)의 상단 부분에 공지의 4절 회전기구 방식으로 연결함으로써, 제1 승강 축(120a)과 제2 승강 축(120b)의 신장 길이에 차이를 주면 그 4절 회전기구의 작용에 의해 가열코일 모듈(130)이 길이방향으로 기울어지게 된다.
위와 같이 본 발명에 따른 다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치에 의하면, 롤 벤딩에 의한 굽힙 공정 도중에 판재(10)에 열을 가하여 '다중 곡면'이 형성되도록 할 수 있음으로써, 롤 벤딩 장치에서 열간 곡 성형 공정의 일부 또는 전부를 수행할 수 있다. 이에 따라, 다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치에 의해 종래의 열간 곡 성형 공정의 부담을 줄일 수가 있다.
또한, 본 발명의 다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치에 의하면, 복수 개의 독립적인 가열코일 모듈(130)마다 그 기울기를 달리하여 부여하거나 또는 기울이지 않는 것을 조합하고, 앞에서 설명한 방식으로 복수 개의 독립적인 가열코일 모듈(130)마다 판재(10)와의 간극을 달리하거나 동등하게 하는 것을 더 조합하는 한편, 복수 개의 독립적인 가열코일 모듈(130)마다 인가하는 전류량을 변화시키는 것으로, 판재(10)에 균일하거나, 불균일하거나, 규칙적이거나, 불규칙적인 가열을 수행할 수 있으므로, 판재(10)의 요구 곡면 형상에 알맞게 가열 부위, 가열 영역, 가열 온도, 가열 시간 등을 알맞게 조절할 수가 있다.
이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.
2, 10: 판재
4: 하부 롤러
6: 상부 롤러
12: 온도 구배
100: 롤러 간 가열기구
110, 110a, 110b: 실린더(제1, 제2 실린더)
120, 120a, 120b: 승강 축(제1, 제2 승강 축)
122a, 122b: (제1, 제2) 힌지 축
130: 가열코일 모듈
140: 제1 연결블록
150: 제2 연결블록
152: 미끄럼 안내홈

Claims (5)

  1. 나란하게 배치되는 2개의 하부 롤러(4);
    상기 2개의 하부 롤러(4) 사이의 상부에 상기 상부 롤러(6)에 평행하게 배치됨과 함께 승강 가능하게 설치되어, 상기 하부 롤러(4)에 얹힌 판재(10)를 아래로 가압하여 굽힘 성형하는 상부 롤러(6); 및
    상기 2개의 하부 롤러(4) 사이에서 상기 판재(10)의 아랫면에 열을 가하기 위한 가열코일 모듈(130)을 구비함과 함께, 상기 판재(10)와 상기 가열코일 모듈(130) 사이의 간극을 조절할 수 있도록 상기 가열코일 모듈(130)이 승강 가능하게 설치되는 롤러 간 가열기구(100)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 롤러 간 가열기구(100)의 가열코일 모듈(130)은,
    상기 하부 롤러(4)의 길이 방향으로 일부 구간만큼의 길이를 가지는 복수 개의 독립된 가열코일 모듈(130)이 상기 하부 롤러(4)의 길이 방향으로 간격을 유지하여 나란하게 배치되며, 복수 개의 독립된 가열코일 모듈(130) 각각에 인가되는 전류량의 차등을 주는 것에 의해 각 가열코일 모듈(130)마다 발생하는 발열량에 차이가 생기도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 롤러 간 가열기구(100)는,
    실린더(110)와,
    상기 실린더(110)에 길이를 신장, 수축시킬 수 있도록 결합하는 승강 축(120)을 구비하며,
    상기 승강 축(120)의 상단에 상기 가열코일 모듈(130)을 결합하는 것을 특징으로 하는 다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 롤러 간 가열기구(100)는,
    상기 가열코일 모듈(130)의 양측 단부에 대응하여 배치되는 제1 실린더(110a) 및 제2 실린더(110b)와,
    상기 제1 실린더(110a) 및 제2 실린더(110b)에 길이를 신장, 수축시킬 수 있도록 결합하는 제1 승강 축(120a) 및 제2 승강 축(120b)을 구비하며,
    상기 가열코일 모듈(130)의 길이 방향 양쪽 끝 부분을, 상기 제1 승강 축(120a)의 상단 부분과 제2 승강 축(120b)의 상단 부분에 공지의 4절 회전기구 방식으로 연결되어, 상기 제1 승강 축(120a)과 상기 제2 승강 축(120b)의 신장 길이에 차이를 주면 상기 4절 회전기구의 작용에 의해 상기 가열코일 모듈(130)이 길이방향으로 기울어지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 롤러 간 가열기구(100)는,
    상기 가열코일 모듈(130)의 양측 단부에 대응하여 배치되는 제1 실린더(110a) 및 제2 실린더(110b)와,
    상기 제1 실린더(110a) 및 제2 실린더(110b)에 길이를 신장, 수축시킬 수 있도록 결합하는 제1 승강 축(120a) 및 제2 승강 축(120b)을 구비하며,
    상기 가열코일 모듈(130)의 길이방향 한쪽 끝 부분에는 제1 연결블록(140)이 일체로 형성되고, 상기 제1 연결블록(140)이 상기 제1 승강 축(120a)의 상단 부분에 제1 힌지 축(122a)에 의해 회동 가능하게 연결되며,
    상기 가열코일 모듈(130)의 길이방향 다른 한쪽 끝 부분에서, 상기 제2 승강 축(120b)의 상단 부분에는 제2 연결블록(150)이 제2 힌지 축(122b)에 의해 회동 가능하게 연결됨과 함께, 상기 제2 연결블록(150)에는 상기 가열코일 모듈(130)이 길이 방향으로 미끄러짐 운동 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 다중곡 성형용 복합 롤 벤딩 장치.
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