KR960000280B1 - 나선관 성형장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음

Description

나선관 성형장치

제1도는 본 발명의 정단면도.

제2도는 헤드부의 평단면도.

제3도는 헤드부의 일부절결 측단면도.

제4도는 헤드부의 동작상태를 나타낸 정단면도.

제5도는 헤드부의 동작상태를 나타낸 평단면도.

제6도는 헤드부의 동작상태를 타나낸 일부절결 측단면도.

제7도는 나선관이 성형되는 상태를 보인 헤드부의 요부 평단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 본체 20 : 에어실린더

30 : 동력전달수단 40 : 메인샤프트

40a : 플랜지 44 : 편심이송대

50 : 헤드부 51 : 케이싱

52 : 헤드카바 60,61 : 성형구

60a,61a : 성형돌기 62,63 : 슬라이더

70 : 나선각조절장치 71,72 : 편심조절실린더

71a,72a : 가이드돌기 73,74 : 가이드레일

75,76 : 너트체 77,78 : 나선축

80 : 나선홈조절장치 81,82 : 편심홀더

81a,82a : 경사면 81b,82b : 가이드홈

83,84 : 너트체 85,86 : 나선축

87,88 : 볼트 89,90 : 너트체

본 발명은 주로 두께가 얇은 금속제의 파이프에 나선관을 자동으로 성형하기에 적합한 나선관 성형장치에 관한 것으로 특히, 파이프를 이송시키면서 그 주연부에 나선관을 자동으로 성형할 수 있도록 한 나선관 성형장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 두께가 얇은 금속제의 파이프는 강도가 약하고 변형이 잘되어 쉽게 찌그러지기 때문에 취급상 각별한 주의를 요하게 되며, 이러한 금속파이프는 통상 판금과 용접등의 제관공정을 통하여 만들어진 뒤 일정한 길이로 절단하여 대량생산 내지는 상품화 된다.

그런데, 상기와 같은 파이프는 모두 그 길이에 관계없이 직선관 형태로 되어 있어 길이방향으로의 신축작용이나 절곡이 여의치 못하기 때문에 연소기의 급배기관(연통)이나 케이블 매설용등으로는 적합치 못하다.

이러한 요구에 의하여 직선관 형태의 파이프에 주름을 형성하는 방안이 제기되었던 바, 이러한 방법들은 모두 그 작동수단이나 동력전달수단등에 있어 약간의 차이만 있을 뿐 전체적인 구조에 있어서는 별 차이가 없다.

즉, 이제까지의 주름관 성형장치는 파이프를 탄성체인 우레탄고무 외측에 삽입한 후 상기 우레탄고무에 충격을 가하여 파이프를 외측으로 부풀리고, 이후 상기 부풀려진 부위를 성형구로 납작하게 성형하여 주름을 형성하였던 것이다.

또다른 방식은 우레탄고무 대신 유체를 사용하여 상기 유체에 충격을 가하므로서 파이프의 표면을 외측으로 부풀린 후 같은 방식으로 성형구를 사용하여 주름을 형성하는 것이다.

따라서, 상기와 같은 방식은 탄성체나 유체등의 작동수단이나 이들 작동수단을 구동시키기 위한 동력전달 수단등에 약간의 차이만 있을 뿐 파이프를 부풀리고, 부풀려진 부위를 성형구로서 납작하게 성형하여 주름을 형성하는 과정에 있어서는 별로 차이가 없다.

또한, 상기와 같은 종래의 방식은 주름관밖에 성형할 수 없고, 성형되는 주름 역시 연속적으로 성형되는 것이 아니라 하나씩 순차 성형되는 것이여서 생산속도가 느릴뿐 아니라 유체 및 성형구를 작동시키기 위한 구동수단이 복잡하여 장치자체가 커지고 제조원가가 상승되는 등의 문제점이 있다.

그리고, 상기와 같은 장치는 파이프를 확관시키기 위한 탄성체나 유체가 파이프의 내부에 설치되므로서 이를 지지하기 위한 지지수단이 근접설치되는 관계로 길이가 긴 파이프를 성형하기가 곤란한 단점이 있다.

본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제관공정으로부터 이송되는 파이프를 멈추지 않고 그 표면에 직접 원하는 형상의 나선이 자동으로 성형되도록 한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 본 발명의 헤드부(50)에 두개의 성형구를 어긋난 상태로 설치하여 그 사이를 통과하는 파이프의 표면에 나선이 자동으로 형성되게 하고, 상기 성형구는 나선각조절장치와 나선홈조절장치에 의해 그 기울기와 스트로크가 조절되어 파이프에 형성되는 나선각 및 나선홈이 자동조절되도록 하며, 또한 파이프의 이송속도에 따라 나선두께가 자동으로 조절되도록 한 것이다.

이하에서 본 발명을 첨부된 도면에 의거 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 전체적인 구성을 나타낸 정단면도이고, 제2도는 헤드부의 평단면도를 나타낸 것이다.

도시한 바와 같이 본 발명은 구동원인 모터와 감속기등이 내장되는 본체(10)와, 상기 본체(10)상단에 고정되는 실린더카바(21)(22)에 의해 본 발명의 장치전체를 지지하며 중공형의 피스톤로드(24)를 보유하는 에어실린더(20)와, 상기 피스톤로드 (24)내에 설치되어 파이프삽입구쪽이 모터와 동력전달수단(30)으로 연결되어 회전가능하며 그 내부로 파이프(P)가 이송되는 중공형의 메인샤프트(40)와, 상기 메인샤프트 (40)의 플랜지(40a)측면에 설치되어 메인샤프트(40)와 함께 회전하는 헤드부(50)와, 상기 헤드부(50)내에 설치되어 에어실린더(20)에 의해 서로 일정한 편차를 두고 어긋나게 교차작동하며 그 사이를 통과하는 파이프(P)주연에 나선을 형성하는 두개의 성형구(60)(61)와, 상기 헤드부(50)에 설치되어 성형구(60)(61)의 기울기를 조절하므로서 파이프(P)주연에 형성되는 나선각을 조절하는 나선각조절장치(70)와, 상기 헤드부 (50)에 설치되어 성형구(60)(61)와 접촉하는 편심홀더(81)(82)를 통하여 성형구 (60)(61)의 편심량(스트로크)을 조절하므로서 파이프(P)주연에 형성되는 나선홈의 깊이를 조절하는 나선홈조절장치(80) 및, 상기 메인샤프트(40)로 삽입되는 파이프(P)의 이송속도를 조절하여 파이프(P)에 형성되는 나선의 두께를 조절하는 나선두께조절장치로 구성된다.

상기 본체(10)는 파이프이송수단의 캐터필러장치(도시되지 않았음)의 전방에 설치되며 그 내부에는 본 발명의 구동원인 모터와 감속기등이 설치된다.

상기 에어실린더(20)는 그 실린더카바(21)(22)가 본체(10)상단에 견고히 고정되어 본 발명의 장치전체를 지지해주게 되고, 그 실린더(23)내의 피스톤로드(24)가 중공형으로 형성되며, 상기 피스톤로드(24)는 실린더카바(21)(22)의 에어공급공 (21a)(22a)으로부터 공급되는 에어에 의해 좌우직선운동을 하게 된다.

상기 메인샤프트(40)는 파이프(P)가 삽입될 수 있는 중공형으로서 에어실린더 (20)의 피스톤로드(24)내에 삽입되어 파이프삽입구측의 주연부가 일측의 실린더카바 (21)와 베어링(42)이 내설된 베어링하우징(41)으로 지지되어 회전에 지장을 받지 않게 되며, 타측은 피스톤로드(24)내에 설치된 베어링(43)에 의해 회전가능하도록 지지된다.

또한, 상기 메인샤프트(40)의 파이프배출구쪽 단부에는 원판형의 플랜지(40a)가 일체로 형성되고, 플랜지(40a)의 내측주연에는 원판형의 편심이송대(44)가 키이(45)를 통하여 좌우이송이 가능하게 설치되며, 상기 편심이송대(44)는 피스톤로드(24)에 나사결합된 베어링하우징(46)내의 베어링(47)에 의해 지지되므로서 회전에 지장을 받지 않게 설치된다.

그리고, 상기 메인샤프트(40)의 파이프삽입구쪽 단부에는 동력전달수단(30)인 폴리(31)가 키이(33)를 통하여 축설되고, 상기 풀리(31)는 모터축(도시되지 않았음)에 축설된 풀리(도시되지 않았음)와 타이밍벨트(32)를 통하여 동력전달이 가능하게 연결되므로서 모터의 회전력이 모터축에 축설된 풀리와 타이밍벨트(32) 및 풀리(31)를 통하여 메인샤프트(40)에 전달되게 한다.

상기의 동력전달수단(30)으로서는 풀리(31)와 타이밍벨트(32)외에 스프로켓과 체인을 사용할 수 있으며, 이외에도 기어를 사용하여 치차접속을 통한 동력전달이 이루어지게 할 수도 있다.

상기 헤드부(50)는 메인샤프트(40)의 플랜지(40a)측면에 고정되는 케이싱 (51)과, 상기 케이싱(51)단부에 고정되는 헤드카바(52)와, 상기 플랜지(40a) 및 헤드카바(52)에 내설되어 파이프(P)의 유동을 방지하는 다이(53)(55)로 구성된다.

상기 케이싱(51)은 원통체로서 플랜지(40a)축면에 견고히 고정되어 메인샤프트(40)와 함께 회전하며, 주연에는 내부를 들여다 볼 수 있는 복수개의 구멍(51a)이 형성된다.

상기 헤드카바(52)는 메인샤프트(40)의 플랜지(40a)와 대칭되는 형상으로 케이싱(51)단부에 견고히 고정되어 이 역시 메인샤프트(40)와 함께 회전한다.

상기 다이(53)(55)는 원통형으로서 성형구(60)(61)좌우측의 플랜지(40a)와 헤드카바(52)에 내설되어 베어링(54)(56)으로 지지되며 나선관성형시 파이프(P)를 압지하여 유동을 방지하게 된다.

상기 성형구(60)(61)는 파이프(P)가 삽입될 수 있는 중공형의 원통체로서 그 내면에 성형돌기(60a)(61a)가 일체로 형성되고, 베어링하우징 역할을 하는 사각형의 슬라이더(62)(63)내에 상호 일정한 편차를 두고 어긋나게 교차작동하면서 파이프(P)주연에 나선을 형성하며, 베어링(64)(65)에 의해 지지된다.

상기 슬라이더(62)(63)는 나선각조절장치(70)의 제어를 받는 편심조절실린더 (71)(72)에 슬라이딩 가능하게 설치된다.

상기 나선각조절장치(70)는 케이싱(51)내면에 고정되는 가이드레일(73)(74)과, 상기 가이드레일(73)(74)에 좌우이송시 가능하게 설치되며 그 내면에 편심조절실린더(71)(72)가 연결되는 너트체(75)(76)와, 헤드카바(52)에 지지되어 상기 너트체 (75)(76)와 나사결합되므로서 자체의 회전에 의해 너트체(75)(76)를 좌우이송시키는 나선축(77)(78)으로 구성된다.

상기 가이드레일(73)(74)은 케이싱(51)내면에 취부되고, 너트체(75)(76)는 가이드레일(73)(74)에 좌우슬라이딩 가능하게 설치되며 그 내면의 가이드홈 (75a ) (76a)에는 편심조절실린더(71)(72)의 가이드돌기(71a)(72a)가 전후이동이 가능하게 끼워진다.

상기 나선축(77)(78)은 직경과 길이가 다른 볼트형상으로서 하나의 나선축 (77)에 다른 하나의 나선축(78)이 삽입된채 동축상에 위치하여 헤드카바(52)에 의해 지지되며 이들 각각의 나선축(77)(78)은 상기의 너트체(75)(76)와 개별적으로 나사결합되고 이로 인해 상기 나선축(77)(78)을 회전시키면 너트체(75)(76)도 개별적으로 좌우이동하게 된다.

상기 나선홈조절장치(80)는 제3도와 같이 케이싱(51)내면에 슬라이딩 가능하게 설치되어 편심이송대(44)에 의해 고정되고 내측의 경사면(81a)(82a)이 슬라이더 (62)(63)와 접촉되는 편심홀더(81)(82)와, 상기 편심홀더(81)(82)의 가이드홈 (81b)(82b)내에 매설된 너트체(89)(90)와 나사결합된채 그 머리부(85a)(86a)가 슬라이더(62)(63)내에 삽입되고 단부가 외부로 돌출되어 회전이 가능한 나선축 (85) (86)으로 구성된다.

상기 편심홀더(81)(82)는 케이싱(51)내면에 슬라이딩 가능하게 설치되어 상기 편심이송대(44)에 볼트(87)(88)를 통하여 고정되며 내측에는 슬라이더(62)(63)와 접촉되는 경사면(81a)(82a)이 형성되고 경사면(81a)(82a) 내부에는 또다른 가이드홈(81b)(82b)이 경사지게 형성된다.

상기 너트체(83)(84)는 편심홀더(81)(82)의 경사진 가이드홈(81b)(82b)내에 삽입되어 경사이동이 가능하게 설치된다.

상기 나선축(85)(86)은 볼트형상으로서 상기 편심홀더(81)(82)를 관통하여 너트체(83)(84)와 나사결합되고 그 머리부(85a)(86a)가 슬라이더(62)(63)내에 삽입되므로서 외부로 돌출된 단부에 손잡이를 끼워 회전시키면 슬라이더(62)(63)를 밀거나 잡아당기게 된다.

상기 나선축(85)(86)단부에는 케이싱(51)에 너트(91)(92)를 통하여 고정된 또다른 너트체(89)(90)가 삽입되어 유동을 방지하게 된다.

그리고, 도시하지는 않았지만 본 발명의 장치와 그 전단계인 캐터필러장치 사이에는 이송되는 파이프(P)를 받쳐주기 위한 로울러와, 상기 로울러의 회전수를 감지하여 이를 콘트롤박스에 전달해주는 속도게이지가 설치되어 파이프(P)의 이송속도가 항상 콘트롤박스에 표시된다.

미설명부호 48과 34는 베어링(42)과 풀리(31)의 이탈을 방지하기 위한 너트이고, 25와 26은 부싱이며, 93과 94는 나선축(77)의 이탈을 방지하기 위한 고정카바이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작과 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 나선관을 성형하기에 앞서 파이프에 형성되는 나선각도와 나선홈의 깊이 및 파이프의 이송속도를 조절해야만 한다.

이중, 나선각도를 조절할때는 제4도와 같이 헤드부(50)의 측면으로 돌출된 나선각조절장치(70)의 나선축(77)(78)에 손잡이를 끼운 상태에서 회전시켜 성형구 (60)(61)를 원하는 각도만큼 기울여주면 된다.

즉, 나선축(77)(78)을 회전시키면 이들 나선축(77)(78)은 개별적으로 회전하고, 이에 따라 상기 나선축(77)(78)과 나사결합된 너트체(75)(76)도 가이드레일 (73)(74)의 안내를 받으면서 개별적으로 좌우이동하게 되므로 상기 너트체(75)(76)와 편심조절실린더(71)(72) 및 슬라이더(62)(63)를 통하여 연결된 성형구(60)(61)가 이들의 연동에 의해 기울어지게 된다.

따라서, 사용자는 나선축(77)(78)을 회전시킴과 동시에 한편으로는 케이싱 (51)의 구멍(51a)을 통하여 육안이나 측정구를 사용하여 성형구(60)(61)의 기울기를 원하는 나선각에 맞게 조절할 수 있다.

또한, 나선홈의 깊이를 조절할때는 제5도와 같이 헤드부(50)의 주연부로 돌출된 나선홈조절장치(80)의 나선축(85)(86)에 손잡이를 끼운 상태에서 회전시켜 성형구 (60)(61)의 편심량을 조절해주면 된다.

즉, 나선축(85)(86)을 회전시키면 이들 나선축(85)(86)은 편심홀더(81)(82)내의 너트체(83)(84)와 나사결합되어 있기 때문에 슬라이더(62)(63)를 밀거나 잡아당기게 되므로서 상기 슬라이더(62)(63)에 내설된 성형구(60)(61)사이에 편차가 발생하게 된다.

따라서, 사용자는 제6도와 같이 나선축(85)(86)을 회전시킴과 동시 한편으로는 케이싱(51)의 구멍(51a)을 통하여 육안이나 측정구를 사용하여 성형구(60)(61)사이의 편심량을 원하는 나선홈의 깊이에 맞게 조절할 수 있다.

그리고, 파이프(P)에 형성되는 나선의 주름두께에 맞게 콘트롤박스의 파이프이송을 속도조절 스위치를 작동하여 파이프(P)의 이송속도를 조절하면 된다.

이와 같이 사전조작이 끝난 상태에서 에어실린더(20)의 작동스위치를 작동시키게 되면 일측 실린더카바(21)의 에어공급공(21a)을 통하여 에어가 공급되므로서 피스톤로드(24)가 반대측으로 전진하면서 베어링하우징(46)과 베어링(47)을 통하여 연결된 편심이송대(44)를 밀게 되고, 이로 인해 상기 편심이송대(44)와 볼트(87)(88)를 통하여 연결된 편심홀더(81)(82)도 전진하게 된다.

따라서, 상기 편심홀더(81)(82)가 전진하게 되므로서 그 경사면(81a)(82a)과 접촉되어 있는 슬라이더(62)(63)가 중심부쪽을 향하여 이송하게 되고, 이로 인해 슬라이더(62)(63)내에 위치한 성형구(60)(61)도 함께 중심부쪽으로 이동하여 이들 사이에 편차가 발생한다.

이 편심량은 사전조절된 나선홈의 깊이와 동일하다.

이와 같은 상태에서 모터의 전원을 온(on)시키면 모터의 회전력이 동력전달수단 (30)인 풀리와 타이밍벨트(32) 및 풀리(31)를 통하여 메인샤프트(40)에 전달되므로서 메인샤프트(40)와 함께 그 주연부의 편심이송대(44) 및 헤드부(50)전체가 회전하게 된다.

이와 동시 제관작업이 끝난 파이프는 본 발명의 전단계인 캐터필러장치에 의해 이송되어 본 발명의 메인샤프트(40)내로 삽입된 다음 다이(53)와 성형구(60)(61) 및 다이(55)를 통과하면서 그 주연부에 나선이 형성된채로 배출된다.

즉, 본 발명은 두개의 성형구(60)(61)가 베어링(64)(65)에 의해 자체회전은 하지 않지만 메인샤프트(40)와 연결된 헤드부(50)전체의 회전으로 인해 서로 중심을 달리하며 일정한 편심량을 가진 상태로 타원형의 회전(공전)을 하게 된다.

따라서, 상기 성형구(60)(61)내로 삽입된 파이프(P)의 주연에는 제6도와 같이 성형돌기(60a)(61a)에 의해 일정한 깊이의 나선홈이 연속적으로 형성되며, 상기 성형돌기(60a)(61a)사이의 간격은 골과 골사이(피치가)된다.

이렇게 해서 성형된 나선관의 나선각과 나선홈 및 주름두께는 전술한 바와 같은 사전조작에 의해 결정되고, 이중 나선의 주름두께는 동작이 진행되는 도중에도 파이프 (P)의 이송속도를 빠르거나 느리게 하므로서 조절할 수 있다.

또한, 본 발명은 콘트롤박스에 설치된 타이머의 셋팅조작에 따라 에어실린더 (20)의 작동을 제어하므로서 나선을 파이프(P)의 전주연에 형성하거나 또는 일부분만 형성할 수도 있다.

제7도는 그 대표적인 예로서 하나의 파이프(P)에 일정간격을 두고 나선을 형성한 것이며, 이렇게 형성된 나선관은 사용용도에 맞게 일정갈이로 절단해서 사용하면 효율적이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 헤드부(50)에 설치된 두개의 성형구 (60)(61)가 일정한 편신량을 갖고 타원형을 그리면서 이송되는 파이프(P)의 주연에 연속적으로 나선을 형성하므로서 그 만큼 나선관의 성형속도가 빨라 생산성 향상에 기여할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 성형구(60)(61)는 나선각조절장치(70)와 나선홈조절장치 (80)에 의해 그 기울기와 스트로크가 조절되어 파이프(P)에 형되는 나선각 및 나선홈의 조절이 용이하며, 파이프(P)의 이송속도에 따라 나선두께가 자동으로 조절되는 것이다.

아울러, 파이프(P)의 길이에 관계없이 나선관의 성형이 가능하고, 사용중 안전사고의 염려가 없는 것이다.

Claims (4)

1. 파이프를 이송시키는 구성과 파이프의 외주를 상호 어긋나게 장착되는 두개의 성형구로서 나선홈을 형성시키는 성형장치에 있어서, 본체(10) 상단에 고정되는 실린더카바(21)(22)에 의해 지지되며 중공형의 피스톤로드(24)를 보유하는 에어실린더 (20)와, 상기 피스톤로드(24)내에 설치되어 파이프삽입구쪽이 모터와 동력전달수단 (30)으로 회전가능하게 연결되며 그 내부로 파이프(P)가 이송되는 중공형의 메인샤프트(40)와, 상기 메인샤프트(40)의 플랜지(40a)측면에 고정되는 케이싱(51)과 헤드카바(52)로 구성되어 메인샤프트(40)와 일체로 회전하는 헤드부(50)와, 상기 헤드부 (50)에 설치되는 성형구(60)(61)를 수용하며 에어실린더(20)의 작동에 의해 헤드부내측으로 슬라이딩되는 편심홀더(81)(82)의 경사면(81a)(82a)에 의하여 서로 일정한 편심량을 갖도록 교차작동하는 슬라이더(62)(63)와, 상기 슬라이더(62)(63)를 나선축(85)(86)의 회전조작으로 상기 슬라이더의 편차를 줄이고 늘리는 구성으로 성형구(60)(61)의 편심량을 조절하므로서 파이프의 주연에 형성되는 나선홈의 깊이를 조절하는 나선홈조절장치 및 상기 슬라이더(62)(63)가 수용된 편심조절실린더 (71)(72)를 나선축(77)(78)의 회전조작으로 기울기를 조정하므로서 상기 성형구가 파이프의 주연에 형성되는 나선각을 조정하도록 하는 나선각조절장치(70)로 구성됨을 특징으로 하는 나선관 성형장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 나선각조절장치(7)는 헤드부(50)의 케이싱(51) 내면에 취부되는 가이드레일(73)(74)과, 상기 가이드레일(73)(74)을 따라 좌우이송이 가능하며 그 내면에 편심조절실린더(71)(72)가 전후이송이 가능하게 연결되는 너트체(75)(76)와, 헤드카바(52)에 지지되어 상기 너트체(75)(76)와 나사결합되는 나선축(77)(78)으로 구성되어 상기 나선축(77)(78)의 회전에 따른 너트체(75)(76)와 편심조절실린더(71)(72) 및 슬라이더(62)(63)의 연동에 의해 성형구(60)(61)의 기울기가 조절됨을 특징으로 하는 나선관 성형장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 나선축(77)(78)은 직경과 길이가 다른 볼트형상으로서 하나의 나선축(77)(78)이 너트체(75)(76)와 개별적으로 나사결합된 것임을 특징으로 하는 나선관 성형장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 나선홈조절장치(80)는 헤드부(50)의 케이싱(51) 내면에 슬라이딩 가능하게 설치되어 편심이송대(44)에 볼트(87)(88)로 고정되며 내측의 경사면(81a)(82a)이 슬라이더(62)(63)와 접촉되는 편심홀더(81)(82)와, 상기 편심홀더 (81)(82)내의 경사진 가이드홈(81b)(82b)내에 매설된 너트체(83)(84)와 나사결합되어 그 머리부(85a)(86a)가 슬라이더(62)(63)내에 삽입되며 단부는 외부로 돌출되는 나선축(85)(86)으로 구성되어 상기 나선축(85)(86)의 회전에 따른 슬라이더 (62)(63)의 연동에 의해 성형구(60)(61)의 편심량이 조절되도록 구성됨을 특징으로 하는 나선관 성형장치.