KR930007616B1 - H빔 벤딩장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

H빔 벤딩장치

제1도는 본 발명의 구성을 나타낸 부분 발췌사시도.

제2도는 본 발명의 주요 구성요소인 가압륜의 작동상태를 예시한 종단면도.

제3도는 본 발명의 주요 구성요소인 가압륜 및 가압륜을 이루는 가압체의 발췌사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 고정판 2 : H빔

3 : 연결부 4, 4', 5, 5' : 더블헬리컬기어

4a, 5a : 구동헬리컬기어 4b, 5b : 종동스프로켓

6 : 구동스프로켓 10 : 빔이송장치

11 : 가압로울러 13, 14, 22, 23 : 유압실린더

20 : 가압굴곡장치 24, 25 : 연결축

26,27 : 가압륜 31 : 가압체

32 : 키홈 33 : 연결봉삽입공

35 : 연결봉 36 : 연결돌부

37 : 중심축 37a : 볼트부

37b : 너트부 38 : 연결홈부

38a : 탄성체

본 발명은 직선체 상태로 제품화되는 H형 빔을 호형으로 간단히 벤딩시켜 도로, 수로, 전력구 등의 터널구축 공사시나 건축물의 둥근 부분 시공시 기초 골조로서 유용하게 사용할 수 있도록한 H빔 벤딩장치에 관한 것이다.

종래에도 직선체의 H빔을 호형으로 벤딩하여 각종 호형터널이나 건축물의 둥근부위, 광산갱 등의 기초 골조로 사용하고 있었는바, 이러한 용도로 사용되는 호형 H빔의 종래 제작방법을 간략하게 살펴보면, 직선체 형태의 H빔 내측부를 삼각형태로서 적정간격으로 절단하여 절단면과 절단면 사이에 적정 공간부가 마련되도록 하고, 각각의 절단면이 상호 맞닿을때까지 H빔 외측부를 해머로 타격하여 굴곡시킨 다음, 맞닿은 상태의 절단면을 일일이 용접해주는 인위적인 작업과정을 거쳐서 소정의 굴곡면을 갖는 호형의 H빔을 완성 제작하고 있었다.

이러한 방법으로 호형 H빔을 제작함에 있어서는 그 제작과정이 매우 번거로웠음은 물론, 많은 시간과 인력을 낭비하고 있었고, 균일한 굴곡면을 갖는 동일 규격의 제품을 대량 제작한다는 것이 사실상 불가능하여 완성품의 시공 작업에 많은 어려움이 따르고 있었다.

뿐만 아니라, 그 길이가 길면서(약 10m-20m 내외) 고중량인 H빔을 해머로 타격하여 호형으로 굴곡시킨다는 발상자체가 극히 원시적 방법이었던바, H빔의 외측면을 해머로 타격하는 과정에서 빔의 외형에 많은 손상을 가하고 있었음은 물론 경우에 따라서는 타격시의 과도한 충격으로 인해 H빔이 부분적으로 균일되면서 자체강도를 저하시켜 보강골조로서의 기능을 반감시키는 일이 빈번하였으며, 이러한 균일상태의 제품을 선별해 내지 못하고, 그대로 사용하게될 경우에는 붕괴등의 대형사고를 유발하게될 우려가 높게 되는 등의 여러 가지 문제점을 안고 있었던 것이다.

또한, 이러한 문제점을 타개하기 위한 방편으로서, 최초의 H빔 제조 성형과정에서 굴곡율이 다른 다수종의 호형 H빔을 제작하는 방안을 생각해 볼수 있으나, 이를 시행하기 위해서는 굴곡율이나 그 크기 및 길이가 서로 다른 수많은 종류의 호형 H빔을 각기 제작해야만 하게 됨에 따라 막대한 시설투자가 요구되는 등의 문제점이 야기되면서 그 현실성이 결여되어 실시하지 못하고 있는 실정이다.

본 발명은 이와 같은 현 실정을 감안하여 이를 해소하고자 연구개발된 것으로, 체인구동에 의해 동력을 전달받는 2쌍의 더블헬리컬기어를 적정간격으로 고정판상에 배열 설치하여 이루는 한조의 빔이송수단과, 유압에 의해 신축 작동되는 가압로울러 및 받침로울러를 상기 이송수단의 중간 부위에 교차상태로 배열 설치하여 이루는 가압굴곡수단 및 유압에 의해 승, 하강 작동되는 한쌍의 가압륜을 상기 가압로울러와 받침로울러의 중간 부위 상, 하방에 배열 설치하여 이루는 연결부 가압수단을 상호 조합 구성하는 단순원리의 H빔벤딩장치를 제공함으로서, 직선체의 H빔을 임의 설정하는 적정굴곡률로 자유롭게 벤딩시켜 주면서 시공대상 부위에 알맞는 적정 규격의 호형 H빔을 신속간편하게 대량 제작할 수 있도록 하는데 목적이 있는 것인바, 본 발명의 실시를 위한 장치의 구성과 그 작동과정 및 그에 따른 작용효과를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명을 실시하기 위한 벤딩장치는, 제1도 내지 제3도에 도시된 바와 같이, 고정판(1)위에 재치되는 굴곡대상의 H빔(2)을 적정속도로 이송시켜 주기 위한 빔 이송장치(10)와, 직선체의 H빔(2)을 가압하여 적절히 굴곡시켜 주기 위한 가압굴곡장치(20) 및 상기 가압굴곡장치(20)의 작동으로 굴곡되는 H빔(2)의 내주율과 외주율 사이에 발생되는 편차에 의한 평판상의 연결부(3) 찌그러짐 현상 발생을 방지해 주기 위한 연결부 가압장치(30)로 대별 구성된다.

상기 굴곡대상의 H빔(2)을 이송시키는 빔 이송장치(10)는, 적정간격을 두고 한쌍이 고정판(1)상의 축에 설치되며, 상기축에는 구동을 위한 종동스프로켓(4b)(5b)이 설치되고, 이와 동축상에 구동 헬리컬기어(4a)(5a)를 각각 설치하며, 이 구동헬리컬기어(4a)(5a)들의 일방에는 이들과 치합되는 한쌍씩의 더블헬리컬기어(4)(4')(5)(5')들이 설치된다.

상기 빔 이송장치(10)들 사이의 일방에는 구동스프로켓(6)이 설치된 모우터(7)를 설치하고 상기 스프로켓(4b)(5b)들 사이에는 체인(8)을 설치하여 종동스프로켓(4b)(5b)들이 모우터(7)의 회전에 따라 동일 방향으로 회전하도록 한다.

상기 빔 이송장치(10)의 종동 스프로켓(4b)(5b)들 사이의 중앙부위에는 H빔(2)을 가압 굴곡시키기 위한 가압굴곡장치(20)가 설치된다.

이 가압굴곡장치(20)는 가압을 위한 유압실린더(13)(14)들의 각 피스톤(15)(16)에 고정구(17)(18)를 설치하고, 이 고정구(17)(18)들에 로울러(11)와 받침로울러(12)를 회전자재토록 설치하며, 이들 로울러(11)와 받침로울러(12)는 각각의 가압력에 의해 직선체의 H빔(2)을 굴곡시켜 주게 된다.

상기 로울러(11)와 받침로울러(12)사이의 상,하에는 한쌍의 연결부 가압장치(30)를 설치하며, 이 연결부 가압장치(30)는 유압실린더(22)(23)의 피스톤(22a)(23a)에 연결구(21)들을 설치하고, 이 연결구(21)들에 연결축(24)(25)을 설치하며, 이 연결축(24)(25)들의 중앙에 가압륜(26)(27)을 회동자재한 상태로 축설하여 구성되어 있고, 상기 가압륜(26)(27)들의 하, 상부는 H빔(2)의 연결부(3)상, 하면을 가압하면서 회전되도록 구성되어 있다.

상기 가압률(26)(27)들은, 제2도 및 제3도에 도시한 바와 같이 외주면과 내주면이 일정한 원호형으로 형성되어 있고 전, 후 및 양측면은 내주면 측으로 적절히 하향 경사진 가압체(31)를 다수개 형성시켜 환테형의 가압륜(26)(27)들을 구성하게 되어 있으며, 상기 각 가압체(31)들의 외주면에는 키홈(32)이 형성되어 있다.

또, 상기 가압체(31)의 내주면 중앙부에는 적정 깊이의 연결봉 삽입공(33)과 핀공(34)을 형성하고 이의 연결봉 삽입공(33)에 연결봉(35)을 삽입시킨후 상기 핀공(34)에 핀(35a)을 압입시켜 상기 연결봉(35)을 조립하여 전,후,좌,우로의 유동이 어느정도 허여되도록 하며, 이 연결봉(35)의 하단에 그 상면이 외주에서 중심부로 하향경사지는 연결돌부(36)를 형성한다.

상기 가압체(31)들은 볼트부(37a)와 너트부(37b)로 구성된 중심축(37)에 연결홈부(38)를 형성하여 이에 상기 연결봉(35)의 하단 연결돌부(36)를 헐거운 상태로 끼운후 이를 너트부(37b)로 체결시키며, 상기 볼트부(37a)와 너트부(37b) 사이에 탄성체(38a)를 설치하여 가압륜(26)(27)이 구성되도록 하고, 상기 중심축(37)의 중앙에 상기 연결축(24)(25)이 끼워지도록 한다.

상기 가압체(31)들이 조립된 상태에서 이들의 외주면에 형성된 키홈(32)에 키(39)를 끼워서 설치하며, 이키(39)는 하나의 가압체(31)와, 이 가압체(31)의 양쪽 가압체(31)에 형성된 키홈(32)의 중앙 위치에까지 도달하게 하여 하나의 키(29)로써 3개의 가압체(31)가 연결되도록 하고, 이 가압체(31)들이 H빔(2)의 연결부(3) 상,하면에 가압상태로 접면되도록 구성된 것이다.

이상과 같이 구성된 본 발명 벤딩장치의 실시과정을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명을 실시하기 위한 벤딩장치는 굴곡대상의 H빔(2)이 고강도 및 고중량을 유지하는 강철재임은 물론 그 길이가 10∼20m정도로 매우 길다는 점을 감안하여 모든 유압 실린더의 유압력을 약 100t 이상의 고압으로 설정하도록 하고 빔 이송장치(10) 등의 부속수단 역시 대형으로 구축하여 사용하도록 한다.

이러한 점을 감안하여 적합한 형태로 구축된 벤딩장치를 통해 직선체의 H빔(2)를 굴곡시켜주고자 하면, 먼저 굴곡대상의 H빔(2)을 고정판(1)위에 얹어놓고 적정간격을 유지하고 있는 더블헬리컬기어(4)(4')(5)(5')에 빔의 외측면이 접촉되도록 한 상태에서, 연결부 가압장치(30)를 이루는 유압실린더(22)(23)를 동시에 작동시키면서 연결축(24)(25) 상의 가압륜(26)(27)을 하강 및 상승시켜 H빔(2)중앙의 연결부(3) 상,하면을 가압해주도록 하는 작동과정과, 유압실린더(13)을 작동시켜 피스톤(15)에 연결설치된 가압로울러(11)를 적정길이만큼 전진 이송시키면서 H빔(2)을 가압굴곡시키도록 하는 작동 과정을 병행실시한다.

이러한 작동과정에서는 각각의 가압륜(26)(27)이 연결부(3)의 상,하면을 적정압력으로 가압하고 있는 상태에서 빔 이송장치(10)를 이루는 각각의 더블헬리컬기어(4)(4'), (5)(5')에, 외측면에 접촉되어 있는 H빔(2)이 고하중의 유압력이 수반되는 상태로 빔의 중심부를 가압하면서 전진 이송되는 가압로울러(11)에 의해 굴곡되기 시작하며, 상기와 같은 가압로울러(11)의 전진, 이송이 설정치까지 완료된후 모우터(7)를 가동시키게 되면 모우터(7)의 구동력이 구동스프로켓(6)과 종동스프로켓(4b)(5b)을 거쳐 각각의 구동헬리컬기어(4a)(5a)로 전달되면서 치합상태인 각각의 더블헬리컬기어(4)(4'), (5)(5')가 일정방향으로 동시 회전되게 되는데, 이때는 H빔(2)이 가압로울러(11)에 의해 가압굴곡되면서, 적정간격을 유지하는 상태로 배열설치된 더블헬리컬기어(4)(4'), (5)(5')에 압착되어 더블헬리컬기어의 기어부분이 H빔의 표면에 물려 들어가는 상태를 유지하고 있게됨에 따라 더블헬리컬기어(4)(4'), (5)(5')의 회전방향에 따라 H빔(2)이 서서히 이송하게 되면서 소정의 H빔 굴곡과정이 진행되게 된다.

한편, 적정간격을 유지하고 있는 각각의 더블헬리컬기어(4)(4'), (5)(5')와 그 중앙부에 배치되는 가압로울러(11)에 의해 직선체의 H빔(2)이 굴곡되는 과정에서 유압실린더(22)(23)의 유압력을 연결축(24)(25)을 통해 전달받으면서 H빔(2) 중앙의 연결부(3) 상,하면을 가압해주게 되는 가압륜(26)(27)은 굴곡되는 H빔(2)의 외주율과 내주율 사이에 필연적으로 발생되는 편차로 인해 외주측에 위치되는 연결부(3) 부위는 늘어 나려하고, 내주측에 위치되는 연결부 부위는 쪼그라 들려하는 상반작용으로 인해 발생되는 찌그러짐 현상을 효과적으로 배제해주게 되는데, 이와 같은 과정은 독립적으로 형성되는 다수의 가압체(31)가 연결봉(35)을 통해 상호 유동이 자유로운 상태로 중심축(37)에 연결되면서 가압륜(26)(27)을 이루고 있음에 따라 H빔(2)의 이송작동에 의해 중심축(37)을 기점으로 동시 회전되는 가압륜(26)(27)의 어느 한 부분, 즉 어느정도의 유동이 허여되는 상태로 상호 연결되면서 가압륜(26)(27)을 구성하고 있는 어느 하나의 가압체(31) 외면이 연결부(3)의 상,하면을 접촉가압하게 됨으로서, 연결부(3)에 발생되는 변형치에 따라 상,하,좌,우로 적절히 유동되는 상태로서 고하중의 압력을 가해주는 작용을 반복적으로 시행하게 되고, 찌그러지려 하는 연결부(3)의 면을 평평한 상태로 재차 가압성형해 주게 되는 바, 이때의 가압체(31) 유동작용은 어느 하나의 가압체(31)에 고정되는 키(39)의 양단부를, 양측부에 위치되는 가압체(31)의 키홈(32)에 끼워주는 방법으로 하나의 키(39)에 3개의 가압체(31)를 연결해주고, 각각의 가압체(31)를 중심축(37)상에 연결하는 연결봉(35)에 있어서는 중심축(37)을 이루는 볼트부(37a)와 너트부(37b) 사이에 탄성체(38a)를 개재 설치함과 동시에 가압체(31)의 연결봉 삽입봉(33)에 삽입되는 연결봉(35)을 헐거운 상태로 조립시켜주는 간단한 방법으로 가능하게 되는 것이다.

또한, 직선체의 H빔(2)이 가압로울러(11)에 의해 가압굴곡되는 과정에서 소정거리의 굴곡 이송치가 발생되게 됨에 따라 H빔(2)의 연결부(3) 상, 하면에 접촉되는 상태로 끼워진 가압륜(26)(27) 역시 소정거리만큼 동시 이송되는 상태에서 연결부(3)를 가압해 주어야만 하게 되는 바, 이러한 가압륜의 이송작동은 가압륜의 중심축(37)과 연결축(24)(25)사이에 좌,우 활주가 자유로운 베어링(도시되지 않음)을 개재 설치해 주는 간단한 방법등을 채택함으로서 그 실현이 가능하게 된다.

이상에서 상술한 바와 같은 본 발명은 종래와 같은 방법으로 호형 H을 제작함에 따라 야기되던 제반 문제점을 완전히 해소한 것으로, 더블헬리컬기어로 이루어지는 빔 이송장치를 적정간격으로 배열설치함과 동시에 그 사이의 중간부를 직교하는 상태로 가압로울러를 배열 설치하여 가압굴곡장치를 이루고, 가압굴곡장치와 빔 이송장치의 교차지점 직상, 하방에는 상,하,좌,우로의 유동이 어느정도 허여되는 상태로 다수의 가압체를 상호 연결시켜 구성한 가압륜을 배열설치하여 H빔의 연결부 상,하면을 가압해주는 연결부 가압장치를 구성한 단순 원리의 H빔 벤딩장치를 제공함으로서, 가압굴곡장치를 이루는 가압로울러의 이송거리를 적절히 변경설정 해주는 간단한 방법으로 H빔의 굴곡율을 결정할 수 있도록 하면서 시공대상 부위에 알맞는 굴곡률을 갖는 적정규격의 호형 H빔을 신속 용이하게 대량제작하여 공급할 수 있도록 한 유익한 발명인 것이다.

Claims (5)

1. 체인구동에 의해 동력을 전달받는 2쌍의 더블헬리컬기어(4)(4')(5)(5')를 간격으로 고정판(1)상에 배열 설치하여 이루어진 한조의 빔 이송장치(10)와, 유압에 의해 작동되는 가압로울러(11) 및 받침로울러(12)를 상기 빔 이송장치(10) 사이의 중간부위를 직교하는 상태로 배열설치하여 이루어진 가압굴곡장치(20)와, 유압에 의해 승하강 작동되면서 상,하,좌,우로의 유동이 허여되도록 된 1쌍의 가압륜(26)(27)을 상기 가압 굴곡장치(20)와 빔 이송장치(10)의 교차지점 직상, 하방부위에 배열 설치하여 이루어진 H빔 중앙의 연결부 가압장치(30)을 조합 구성하여, 고정판(1)에 얹혀지는 직선체의 H빔 외측면이 각각의 빔 이송장치(10)에 접촉되도록한 상태에서 그 중앙부위가 가압로울러(11)로 이루어지는 가압굴곡장치(20)에 의해 적절히 굴곡된 상태로 빔 이송장치(10)에 의해 이송되도록 함으로서, 직선체의 H빔이 소정의 굴곡률로 굴곡되도록 하고, 연결부 가압장치(30)를 이루는 1쌍의 가압륜(26)(27)으로 H빔의 연결부(3)를 가압해주도록 함으로서, 굴곡되는 H빔의 내, 외 굴곡률 편차에 의해 발생되는 연결부의 찌그러짐 현상을 배제하고, 평평한 상태로 가압성형되도록 하여 호형의 H빔을 굴곡 성형토록 한 것을 특징으로 하는 H빔 벤딩장치.
2. 제1항에 있어서, H빔 벤딩장치를 이루는 빔 이송장치는, 고정판(1)상에 적정간격이 유지되는 상태로 각기 축설되는 구동헬리컬기어(4a)(5a)에 각기 2개씩의 더블헬리컬기어(4)(4')(5)(5')를 치합상태로 축설하여 동일 방향으로 회전되도록 하되, 각각의 구동헬리컬기어(4a)(5a)는 고정판(1) 하방에 설치되는 각각의 종동스프로켓(4b)(5b)에 축설하고, 각각의 종동스프로켓(4b)(5b)사이에는 구동 스프로켓(6)을 갖는 모우터(7)를 고정설치함과 동시에, 각각의 종동스프로켓(4b)(5b)과 구동스프로켓(6)에는 체인(8)을 걸어 설치함으로서, 모우터(7)의 회전력이 전달되면서 각각의 더블헬리컬기어(4)(4')(5)(5')를 일정방향으로 회전시켜 주도록 하여 구성된 것을 특징으로 하는 H빔 벤딩장치.
3. 제1항에 있어서, H빔 벤딩장치를 이루는 가압굴곡장치는, 빔 이송장치를 이루는 각각의 종동스프로켓(4b)(5b) 사이의 중앙부위를 직교하는 상태로서 가압로울러(11)와 받침로울러(12)를 동일선상에 배열설치하여 이루되, 각각의 가압로울러(11)와 받침로울러(12)는 유압실린더(13)(14)의 피스톤(15)(16)에 연결된 고정구(17)(18)상에서 자유롭게 회동되는 상태로 축설하여 구성된 것을 특징으로 하는 H빔 벤딩장치.
4. 제1항에 있어서, H빔 벤딩장치를 이루는 가압굴곡장치와 빔 이송장치의 교차부분 직상, 하방에 배열 설치되는 연결부 가압장치는, 각각의 연결구(21)를 통해 유압실린더(22)(23)의 피스톤(22a)(23a)에 연결된 상태인 연결축(24)(25) 중앙에 상,하,좌,우로 유동 가능하도록 된 각각의 가압륜을 회동자재한 상태로 축설함으로서 피스톤(22a)(23a)에 의해 승, 하강 작동되는 가압륜(26)(27)의 어느 한면이 굴곡대상인 H빔 중앙의 연결부(3) 상, 하면을 가압해주는 상태로 H빔의 이송작동에 따라 동시 회동되도록 하여 구성된 것을 특징으로 하는 H빔 벤딩장치.
5. 제1항에 있어서, H빔 벤딩장치의 연결부 가압장치를 이루는 가압륜(26)(27)은, 외주면과 내주면이 일정한 원호형으로 형성됨과 동시에 전, 후면 및 양측면은 내주면측으로 적절히 하향경사지게 형성된 가압체(31)를 다수개 상호 연결하여 환테형의 가압륜을 이루도록 하되, 상기 각각의 가압체(31) 외주면에는 키홈(32)을 횡설하고, 내주면 중앙부에는 연결봉 삽입공(33)을 형성하며, 상기 연결봉 삽입공(33)의 내단부위를 직교하는 상태의 핀공(34)을 관통형성하여 연결봉(35)의 일단을 헐거운 상태로 상기 연결봉 삽입공(33)에 삽입시키고, 상기 핀공(34)에 핀(35a)을 압입시켜 조립 결합함으로서 가압체(31)와 연결봉(35)의 상호 유동이 어느 정도 허여되도록 하며, 상기 연결봉(35)의 하단부에는 상면이 외주측으로부터 중심부 측으로 하향경사진 연결돌부(36)를 형성하고, 상기 가압체(31)들에 설치되는 연결봉(35)은, 볼트부(37a)와 너트부(37b)로 구성되고 연결축(24)(25)에 연결되는 중심축(37)의 연결홈부(38)에 끼워지도록 하며, 상기 볼트부(37a)와 너트부(37b)사이에 탄성체(38a)를 설치하고 상기 가압체(31)의 외주면에 형성시킨 키홈(32)에는 3개의 가압체(31)를 연결시키는 키(39)를 삽입설치하여 구성된 것을 특징으로 하는 H빔 벤딩장치.