WO2016117759A1

WO2016117759A1 - 코팬더 머신

Info

Publication number: WO2016117759A1
Application number: PCT/KR2015/002650
Authority: WO
Inventors: 이상철
Original assignee: 주식회사 현대알비
Priority date: 2015-01-21
Filing date: 2015-03-19
Publication date: 2016-07-28
Also published as: KR101528623B1

Abstract

본 발명은 파이프의 외경에 발생하는 잔류응력 감소 및 굴곡변형을 교정하는 코팬더 머신을 제공한다. 이를 구현하기 위한 본 발명은 하우징, 상기 하우징의 후방에 고정 설치되는 고정링프레임, 상기 고정링프레임의 전면 둘레를 따라 설치되는 적어도 하나 이상의 실린더, 상기 고정링프레임의 전방에 위치하며 상기 실린더의 로드에 결합된 상태에서 상기 실린더의 동작으로 전, 후 수평 이동하는 왕복링프레임, 상기 왕복링프레임의 전면 둘레를 따라 적어도 하나 이상 설치되며 상기 왕복링프레임과 함께 전, 후 수평 이동하는 슬라이더, 상기 슬라이더의 선단 하면에 형성되는 경사면부, 상기 슬라이더의 선단에 직각되게 맞대여지며 그 상단에는 상기 슬라이더의 경사면부에 면접촉하는 경사면부가 형성되어 상기 슬라이더의 전, 후 수평 이동에 따라 상, 하 수직 이동 동작을 수행하는 작동대 및 상기 작동대의 하단에 설치되며 상기 작동대의 수직 이동 동작에 따라 파이프의 외경을 가압하는 가압대를 포함하여 구성한 것을 기술적 요지로 한다.

Description

코팬더 머신

본 발명은 코팬더 머신에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 원통 형상으로 성형된 파이프의 외경에 발생하는 잔류응력 감소 및 굴곡변형을 교정할 수 있도록 한 코팬더 머신에 관한 것이다.

통상적으로 파이프는 인발 가공방법과 포밍 가공방법중에서 어느 한가지를 통해 성형되는 것이 일반적이다.

후자의 포밍 가공방법과 관련한 대표적인 선행기술로는 대한민국특허청 등록실용신안공보 등록번호 제 20-0326241 호(자동 파이프 성형기)(이하, 선행기술이라 칭함)가 있다.

상기 선행기술은 소재를 공급하는 소재공급부와, 상기 소재공급부를 통해 공급된 소재가 성형기에 투입될 수 있게 길이방향으로 이송시키는 소재이송부와, 상기 소재이송부에서 이송된 소재가 좌, 우 비틀림없이 정위치로 이송되도록 세팅하는 소재세팅부와, 상기 소재세팅부에서 세팅된 소재를 포밍부가 순차적으로 절곡시키면서 소망하는 형태의 파이프 모양으로 성형하는 소재포밍부와, 상기 소재포밍부에서 성형된 소재의 형태 유지 및 길이방향으로 형성되는 이음매가 서로 맞닿을 수 있도록 외주면을 압착시키는 롤러가 구비되는 이음매압착부와, 소재의 이음매 부위를 자동용접기로 접합시키는 용접부와, 완성된 파이프를 성형기 외부로 이송하는 배출부를 포함하여 구성한다.

한편, 상기한 과정을 거쳐 원형의 형상으로 성형된 파이프는 용접머신으로 이송된 후, 그 양단부에 형성된 홈부를 용접으로 접합 처리하여 가용접된 파이프를 제조하게 된다. 이때 용접 접합방식은 파이프를 수평으로 연속적으로 이동시켜 고정 상태의 용접기구로 통과시켜 가며 파이프의 홈부를 순차적으로 용접 접합하게 된다.

그러나 위와 같은 방식으로 성형되는 파이프는 성형과정에서 그 외경을 따라 응력이 지속적으로 가해지게 됨으로서 부분적인 굴곡변형이 발생하게 되며, 따라서 파이프를 성형하는 생산공장에는 원통 형상으로 파이프를 성형한 후, 성형된 파이프의 외경에 형성된 굴곡변형을 바로 잡아줄 수 있는 장치를 필요로 한다

상기한 굴곡변형을 잡아줄 수 있는 장치와 관련한 대표적인 선행기술로는 본출원인이 2009년 02월 16일자로 국내특허청에 출원하여 2009년 05월 08일자로 등록받은 대한민국특허청 등록특허공보 등록번호 제 10-0897986 호(명칭:네방향 축압 파이프 잔류 응력 제거용 교정장치)를 예로 들 수 있다.

그러나 위 선행기술에서 제시되는 교정장치는 단순히 실린더의 힘으로만 파이프의 외경에 접촉하고 있는 단위라이너를 가압하도록 구성함에 따라 보다 큰 파워를 필요로 할 때에는 선행기술의 장치로는 한계가 있으며, 또한 단위라이너의 접촉면이 파이프의 네 곳에만 한정되어 있어 파이프의 변형률을 보정하기가 제한적이라는 문제점이 있다.

특히, 선행기술은 4개의 실린더가 구동하여 단위라이너를 가압하는 구조인데, 실질적으로 4개의 실린더로 유압을 동시에 공급하는 것이 불가능함에 따라 각 실린더간의 동작에는 시간차가 발생하게 되며, 이에 따라 파이프의 외면을 한번에 동시 가압할 수 없어 파이프의 굴곡 변형을 효과적으로 잡아줄 수 없는 단점이 있다.

[선행기술문헌]

[특허문헌]

문헌 1: 대한민국특허청 등록실용신안공보 등록번호 제 20-0326241 호

문헌 2: 대한민국특허청 등록특허공보 등록번호 제 10-0897986 호

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 원통 형상으로 성형된 파이프의 외경에 발생하는 잔류응력 및 굴곡변형을 교정할 수 있도록 한 코팬더 머신을 제공함에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 쐐기 방식을 이용하여 실린더에서 전해지는 압력을 증압시킨 상태로 파이프의 외면을 가압하도록 한 코팬더 머신을 제공함에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 파이프의 외면을 가압하는 가압부를 파이프의 외면 둘레를 따라 8개를 배치하여 파이프의 외면 둘레와 가압부간의 접촉면을 세분화시켜 파이프의 변형률을 효과적으로 보정할 수 있도록 한 코팬더 머신을 제공함에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 8개의 가압부가 파이프의 외면을 동시에 가압하도록 구성하여 파이프에 형성된 잔류응력 감소 및 파이프의 굴곡 변형을 효과적으로 잡아줄 수 있도록 한 코팬더 머신을 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 파이프의 외경에 형성되어 있는 잔류응력 감소 및 굴곡변형을 교정하는 코팬더 머신에 있어서, 하우징, 상기 하우징의 후방에 고정 설치되는 고정링프레임, 상기 고정링프레임의 전면 둘레를 따라 설치되는 적어도 하나 이상의 실린더, 상기 고정링프레임의 전방에 위치하며 상기 실린더의 로드에 결합된 상태에서 상기 실린더의 동작으로 전, 후 수평 이동하는 왕복링프레임, 상기 왕복링프레임의 전면 둘레를 따라 적어도 하나 이상 설치되며 상기 왕복링프레임과 함께 전, 후 수평 이동하는 슬라이더, 상기 슬라이더의 선단 하면에 형성되는 경사면부, 상기 슬라이더의 선단에 직각되게 맞대여지며 그 상단에는 상기 슬라이더의 경사면부에 면접촉하는 경사면부가 형성되어 상기 슬라이더의 전, 후 수평 이동에 따라 상, 하 수직 이동 동작을 수행하는 작동대 및 상기 작동대의 하단에 설치되며 상기 작동대의 수직 이동 동작에 따라 파이프의 외경을 가압하는 가압대를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

상기 가압대의 외면에는 상기 가압대의 상, 하 수직 이동을 가이드하는 가이드프레임이 설치되도록 구성함이 바람직하다.

상기 슬라이더와 작동대 및 가압대는 상기 원형링 프레임의 둘레를 따라 8개가 서로 일정간격 떨어진 상태로 설치함이 바람직하다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 네방향 축압 파이프 잔류 응력 제거용 교정장치의 구성을 위에서 도시한 도면.

도 2는 도 1의 측면을 도시한 도면.

도 3은 도 1에서 도시하고 있는 피딩유닛을 발췌하여 도시한 도면.

도 4는 도 3에서 도시하고 있는 피딩유닛의 측면을 도시한 도면.

도 5는 도 3에서 도시하고 있는 피딩유닛의 정면을 도시한 도면.

도 6은 피딩유닛의 사용상태를 도시한 도면.

도 7은 도 2에서 도시하고 있는 터닝유닛을 발췌하여 도시한 도면.

도 8은 도 7에서 도시하고 있는 터닝유닛의 평면을 도시한 도면.

도 9는 터닝유닛의 사용상태를 도시한 도면.

도 10은 도 1에서 도시하고 있는 공급유닛을 발췌하여 도시한 도면.

도 11은 도 10에서 도시하고 있는 공급유닛의 정면을 도시한 도면.

도 12는 공급유닛의 동작상태를 도시한 도면.

도 13은 도 1에서 도시하고 있는 교정유닛인 프레싱장치를 발췌하여 입체적으로 도시한 도면.

도 14는 도 13에서 도시하고 있는 교정유닛인 프레싱 장치의 정면을 도시한 도면.

도 15는 도 13에서 도시하고 있는 교정유닛인 프레싱 장치의 측면을 도시한 도면.

도 16은 도 13에서 도시하고 있는 교정유닛인 프레싱장치의 동작상태도.

도 17은 도 13의 프레싱 장치에서 단위라이너가 분리된 상태를 도시한 도면.

〈도면의 주요부분에 대한 부호 설명〉

A: 피딩유닛 B: 터닝유닛

C: 공급유닛 D: 교정유닛

10: 베드 14: 업다운장치

80: 프레싱장치

본 발명은 파이프의 외경에 형성되어 있는 잔류응력 감소 및 굴곡변형을 교정하는 코팬더 머신에 있어서, 하우징, 상기 하우징의 후방에 고정 설치되는 고정링프레임, 상기 고정링프레임의 전면 둘레를 따라 설치되는 적어도 하나 이상의 실린더, 상기 고정링프레임의 전방에 위치하며 상기 실린더의 로드에 결합된 상태에서 상기 실린더의 동작으로 전, 후 수평 이동하는 왕복링프레임, 상기 왕복링프레임의 전면 둘레를 따라 적어도 하나 이상 설치되며 상기 왕복링프레임과 함께 전, 후 수평 이동하는 슬라이더, 상기 슬라이더의 선단 하면에 형성되는 경사면부, 상기 슬라이더의 선단에 직각되게 맞대여지며 그 상단에는 상기 슬라이더의 경사면부에 면접촉하는 경사면부가 형성되어 상기 슬라이더의 전, 후 수평 이동에 따라 상, 하 수직 이동 동작을 수행하는 작동대 및 상기 작동대의 하단에 설치되며 상기 작동대의 수직 이동 동작에 따라 파이프의 외경을 가압하는 가압대를 포함하여 구성한 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

첨부된 도 1과 도 2는 본 발명에서 구현하고자 하는 축압 파이프 잔류 응력 제거용 교정장치의 구성을 도시한 도면들이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 축압 파이프 잔류 응력 제거용 교정장치(100)는 피딩유닛(A)과, 상기 피딩유닛(A) 사이에 설치되는 터닝유닛(B) 그리고 상기 피딩유닛(B) 중간에 설치되는 교정유닛(C)을 포함하여 구성한다.

상기 피딩유닛(A)은 교정유닛(C)으로 파이프(P)를 이송하고, 또한 상기 교정유닛(C)으로 이송시키는 유닛이고, 상기 터닝유닛(B)은 파이프(P)의 외경에 형성되어 있는 용접부를 교정유닛(C)의 프레싱 장치(36)에 정확히 위치할 수 있도록 파이프(P)를 회전 구동시키는 유닛이며, 상기 공급유닛(C)은 피딩유닛(A)을 타고 이송된 파이프를 교정유닛(D)으로 공급하는 유닛이고, 상기 교정유닛(D)은 피딩유닛(A)의 동작으로 이송된 파이프(P)의 외경에 발생하는 왜곡변형을 바로 잡아 진원도를 교정하는 유닛이다.

하기에서는, 위에서 언급한 각 유닛들의 상세구성을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 기술하기로 한다.

첨부된 도 3 내지 도 5는 축압 파이프 잔류 응력 제거용 교정장치에 구비되는 피딩유닛의 구성을 상세하게 도시한 도면들이다.

도시된 바와 같이, 피딩유닛(A)은 언급한 바와 같이 일차 성형 완료된 파이프(P)를 교정유닛(B)으로 이송시키는 유닛으로서, 수평으로 누워 있는 베드상에 동일한 구조로 하여 다수개를 배치시켜 구성한다.

하나의 피딩유닛(A) 구조를 대표하여 기술하면, 상기 피딩유닛(A)은 파이프(P)의 저면에 접촉된 상태에서 구동원의 동력으로 구동하는 구동롤러(12)와, 상기 구동롤러(12)를 지지한 상태에서 파이프(P)의 직경크기에 맞추어 상기 구동롤러(12)를 승, 하강시키는 업다운장치(14)를 포함하여 구성한다.

상기한 구성을 가지는 피딩유닛(A)은 구동롤러(14)에 파이프(P)가 안치되면 구동원(13)의 동력으로 구동롤러(12)가 회전 동작하며 파이프(P)를 교정유닛(D)으로 이송시키게 된다.

한편, 상기 업다운장치(14)는 다양한 직경크기로 제작되는 파이프(P)들이 교정유닛(D)의 통과구멍(78) 센터로 정확히 진입할 수 있도록 파이프(P)의 직경크기에 맞추어 파이프(P)의 높, 낮이를 조절시키는 수단이다.

상기 업다운장치(14)는 실린더(16)와, 상기 실린더(16)의 로드(18)에 결합되며 상기 구동롤러(12)를 지지한 상태에서 상기 로드(18)의 인출 및 인입 동작에 따라 상, 하 수직 이동하며 구동롤러(12)를 업다운시키는 승강대(20) 및 상기 실린더(16)의 양측에 배치되며 상기 승강대(20)의 상, 하 이동을 가이드하는 가이드(22)를 포함하여 구성한다. 상기 가이드(22)에는 길이방향으로 랙(26)이 구비되고, 상기 랙(26)에는 피니언(28)이 맞물리도록 구성하여 가이드(22)의 상, 하 이동에 따라 랙(26)이 직선이동하면 상기 피니언(28)은 회전 동작을 수행하게 된다. 상기 피니언(28)은 첨부된 도 5에서와 같이 다른 피딩유닛의 업다운장치에 구비되어 있는 랙에도 맞물려 회전력을 전달하게 되는 데, 이러한 결합구조를 통해 각 업다운장치의 승강높이를 동일하게 조절할 수 있다.

첨부된 도 6은 일 예로 직경이 작게 제작된 파이프(P1)를 교정유닛의 투입구멍 센터로 정확히 진입시키기 위한 업다운장치(20)의 동작상태를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 각 업다운장치의 실린더(16)를 구동시키게 되면 로드(18)는 인출 동작하며 승강대(20)를 수직 이동시키게 되고, 이에 따라 상기 승강대(20)에 지지되어 있는 구동레일(12)은 직경이 작게 제작된 파이프(P1)의 저면에 접촉된 상태에서 구동원(13)의 동력으로 구동하며 파이프(P)를 교정유닛(D)의 투입구멍(78)으로 진입시키게 된다. 한편, 승강대(20)의 이동을 가이드하는 가이드(22)에 장착되어 있는 랙(26)은 직선 운동하며 피니언(28)을 회전시키게 되는 데, 이때 피니언(28)은 다른 업다운장치의 랙과 맞물린 상태에서 회전력을 전달하게 됨으로서 각 업다운장치의 승강높이를 동일하게 조절할 수 있다.

첨부된 도 7과 도 8은 터닝유닛(B)의 구성을 상세하게 도시한 도면들이다.

도시된 바와 같이, 터닝유닛(B)은 피딩유닛(A)을 타고 교정유닛(D)으로 이송중에 있는 파이프(P)의 용접부(W)가 한쪽으로 틀려져 있을 경우, 파이프(P)를 회전시켜 파이프(P)의 용접부(W)를 정위치시킬 목적으로 제공되는 수단이다.

상기 터닝유닛(B)은 실린더(30)의 동력으로 일측에 설치된 힌지(32)를 기점으로 틸팅 동작하는 틸팅플레이트(34)와, 상기 틸팅플레이트(34)의 저면에 설치되는 구동모터(36), 상기 틸팅플레이트(34)의 상면에 위치하며 상기 구동모터(36)와 벨트(38)로 연결 구성되어 구동모터(36)의 동력으로 회전 동작을 수행하는 구동축(40) 및 상기 구동축(40)의 외경에 결합되며 상기 틸팅플레이트(34)의 틸팅 동작에 따라 파이프(P)의 저면에 접촉되는 터닝롤러(42)를 포함하여 구성한다.

상기한 구성을 가진 터닝유닛(B)의 동작은 도 9에서와 같이 실린더(30)를 구동시키게 되면 틸팅플레이트(34)는 힌지(32)를 기점으로 위쪽으로 틸팅 동작하며 터닝롤러(42)를 파이프(P)의 저면에 접촉시키게 되고, 이어서 구동모터(36)를 구동시켜 구동축(40)을 회전 동작시키게 되면 상기 구동축(40)에 결합되어 있는 터닝롤러(42)는 파이프(P)의 저면에 접촉된 상태에서 구동하며 파이프(P)를 회전시키게 됨으로서 용접부(W)를 정위치시키게 된다.

첨부된 도 10과 도 11은 공급유닛(C)의 구성을 발췌하여 도시한 도면들이다.

도시된 바와 같이, 공급유닛(C)은 피딩유닛(A)을 타고 교정유닛(D)으로 이송된 파이프(P)를 교정유닛(D) 내부로 일정길이(본 발명에서는 250mm)씩 간헐적(단계적)으로 공급시키는 유닛이다.

상기 공급유닛(C)은 수직으로 세워진 상태에서 후방에 설치된 레일(54)을 타고 전, 후 왕복 이동하는 대차(52)와, 상기 대차(52)의 상면 양쪽에 설치되는 기대(56, 58)와, 상기 기대(56, 58)에 지지되는 클램핑실린더(60, 62), 상기 클램핑실린더(60, 62)의 로드에 결합되며 상기 클램핑실린더(60, 62)의 동력을 전달받아 파이프(P)의 외경을 클램핑하는 클램프(64, 66), 상기 기대(56, 58)에 고정 설치되는 이송실린더(68, 70), 상기 이송실린더(68, 70)에 일단이 삽입되고, 타단은 교정유닛(D)의 하우징(76)에 고정 설치되어 상기 이송실린더(68, 70)로 공급되는 유압에 따라 상기 이송실린더(68, 70)를 당기거나 밀어내며 상기 이송실린더(68, 70)가 고정되어 있는 기대(56, 58) 및 대차(52)를 전, 후 왕복 이동시키는 구동로드(72, 74)를 포함하여 구성한다.

상기한 구성의 공급유닛(C)은 도 12에서와 같이, 피딩유닛(A)의 동작에 따라 교정유닛(D)의 투입구멍(78)으로 파이프(P)가 이송되고 나면, 파이프(P)의 양쪽에 위치하고 있는 클램프(64, 66)는 클램핑실린더(60, 62)의 구동에 따라 파이프(P)를 클램핑하게 된다. 이어서, 이송실린더(68, 70)로 유압이 공급되면 구동로드(72, 74)는 교정유닛(D)의 하우징(76)에 고정된 관계로 상기 이송실린더(68, 70)를 당겨주게 되며, 이에 따라 이송실린더(68, 70)가 고정되어 있는 기대(56, 58)와, 상기 기대(56, 58)가 설치되어 있는 대차(52)는 수평으로 이동하게 됨으로서 클램프(64, 66)에 클램핑되어 있는 파이프(P)는 대차(52)의 수평거리 만큼 교정유닛(D) 내부로 공급될 수 있는 것이다.

한편, 위와 같이 한번의 공급작업이 완료되면 클램프(64, 66)는 파이프(P)를 언클램핑한 후, 처음상태로 복귀한 다음, 다시 언급한 동작들을 반복 수행하며 파이프(P)를 교정유닛(D) 내부로 단계적으로 공급시키게 된다.

첨부된 도 13은 교정유닛인 프레싱장치의 구성을 발췌하여 입체적으로 도시한 도면이고, 도 14는 교정유닛인 프레싱장치의 정면을 도시한 도면이며, 도 15는 교정유닛인 프레싱장치의 측면을 도시한 도면이고, 도 16은 교정유닛의 프레싱장치의 동작상태를 도시한 도면이다.

도 13 내지 도 16에서 도시하고 있는 바와 같이, 교정유닛(D)은 파이프의 외경에 형성된 왜곡 변형을 바로 잡아 진원도를 교정할 목적으로 제공되는 수단으로서, 외곽틀을 구성하며 중앙으로 파이프(P)가 통과하기 위한 통과구멍(78)을 가지는 하우징(76)과, 상기 하우징(76)에 설치되며 상기 하우징(76)의 통과구멍(78)으로 진입한 상기 파이프(P)의 외경을 가압하는 프레싱장치(80)를 포함하여 구성한다.

상기 프레싱 장치(80)는 쐐기 방식을 이용하여 파이프(P) 외경 둘레를 따라 배치되어 있는 가압대(100)를 밀어주도록 하여 실린더(86)에서 전해지는 압력을 증압시킨 상태로 파이프(P)의 외경을 가압할 수 있어 파이프(P)의 왜곡 변형을 보다 효과적으로 잡아줄 수 있도록 하며, 또한 파이프(P)의 외면을 가압하는 가압대(100)를 파이프(P)의 외경 둘레를 따라 8개를 배치하여 파이프(P)의 외경 둘레와 가압대(100)간의 접촉면을 세분화시켜 파이프(P)의 변형률을 효과적으로 보정할 수 있도록 하며, 특히 8개의 가압대(100)가 파이프(P)의 외경을 동시에 가압하도록 구성하여 파이프(P)의 굴곡 변형을 효과적으로 잡아줄 수 있는 기능성을 가진다.

상기 프레싱 장치(80)는 고정링프레임(82), 왕복링프레임(90), 슬라이더(94), 작동대(96) 및 가압대(100)를 포함하여 구성한다.

상기 고정링프레임(82)은 상기 하우징(76)의 후방에 고정 설치되는 프레임으로서 원형의 링 형태로 중앙으로는 파이프(P)가 통과하기 위한 구멍(84)이 형성되도록 성형한다. 상기 고정링프레임(82)에는 적어도 하나 이상, 본 발명에서는 4개의 실린더(86)가 장착되어 진다.

상기 왕복링프레임(90)은 상기 고정링프레임(82)과 동일한 형태인 원형의 링 형태로 중앙으로는 파이프(P)가 통과하기 위한 구멍(92)이 형성되도록 구성한다. 상기 왕복링프레임은 상기 고정링프레임(82)의 전면에 일정거리 떨어진 상태로 배치되며 그 후면 둘레에는 상기 실린더(86)의 로드(88)가 결합되어 상기 실린더의 구동에 따라 전, 후 수평으로 왕복 이동 동작을 수행한다.

상기 슬라이더(94)는 상기 왕복링프레임(90)의 전면 둘레를 따라 적어도 하나 이상(본 발명에서는 8개) 설치되어 상기 왕복링프레임(90)의 전, 후 수평 이동 동작에 따라 상기 왕복링프레임(90)과 함께 전, 후 수평 이동하게 된다. 상기 슬라이더(94)의 선단 아래에는 경사면부(94a)가 형성되며, 상기 경사면부(94a)는 작동대(96)의 상단에 형성되어 있는 경사면부(96a)와 면 접촉하도록 구성한다.

상기 작동대(96)는 상기 슬라이더(94)의 선단에 각각 직각되게 맞대여지며 상기 슬라이더(94)의 전, 후 수평 이동 동작에 따라 밀려나며 상, 하 수직 이동 동작을 수행하게 된다.

상기 슬라이더(94)와 상기 작동대(96)의 연결 구조는 상기 슬라이더(94)의 선단 아래에 경사면부(94a)를 형성하고, 상기 작동대(96)의 상단에는 상기 슬라이더(94)의 경사면부(94a)에 면접촉하는 경사면부(96a)를 형성하도록 구성하고, 또한 상기 작동대(96)의 외면에는 가이드프레임(98)을 설치하여 상기 슬라이더(94)가 전, 후 수평 이동 동작을 수행하면 상기 슬라이더(94)의 선단에 직각되게 맞대어있는 작동대(96)는 서로 면접촉하고 있는 경사면부(94a, 96a)간의 경사각도를 통해 상기 슬라이더(94)의 수평 이동에 따라 밀려나며 상기 가이드프레임(98)을 타고 수직 이동 동작을 수행하게 된다.

특히, 상기 슬라이더(94) 및 작동대(96)는 원형링 파이프(90)의 전진 이동에 따라 모두 한번에 동시 동작하게 됨으로서 파이프(P)의 외경을 동시에 가압하도록 구성하여 파이프(P)의 굴곡 변형을 보다 효과적으로 잡아줄 수 있다.

상기 가압대(100)는 상기 작동대(96)의 하단에 각각 부착된 상태에서 상기 작동대(96)의 수직 이동 동작에 따라 파이프(P)의 외경에 접촉하고 있는 단위라이너(102)를 가압하게 된다. 이때 상기 가압대(100)는 작동대(98)의 개수에 맞추어 8개를 구비함에 따라 종래 4개의 가압대 구조에 비해 보다 세분화된 상태에서 파이프의 외경을 가압할 수 있어 파이프의 변형률을 효과적으로 보정할 수 있게 된다.

상기 단위라이너(102)는 가압대(100)의 하단에 다수개를 순차적으로 적층시킨 상태에서 상기 가압대(100)의 압력을 파이프(P)의 외경으로 전달시키는 수단이다. 상기 단위라이너(102)들은 각각 서로 다른 폭으로 제작되며, 또한 그 단면 형상은 가압대(100)의 압력을 파이프(P) 외경으로 균일하게 전달할 수 있도록 파이프(P)의 외경 형상에 맞추어 왜곡지게 형성한다.

상기 단위라이너(102)들중 최상층에 위치하는 단위라이너(102)는 상기 가압대(100)에 직접적으로 접촉된 상태에서 가압대(100)의 압력을 아래에 적층되어 있는 단위라이너(102)들로 전달하게 되고, 최하층에 위치하는 단위라이너(102)는 파이프(P)의 외경에 면 접촉된 상태에서 가압대(100)의 압력을 전달받아 파이프(P)의 외경에 형성된 왜곡변형을 눌러주며 진원도를 교정시키게 된다.

상기 단위라이너(102)들의 전면에는 다수개의 고정플레이트(104)들이 볼트로 착탈 가능하게 결합된다. 상기 고정플레이트(104)는 상, 하로 배치되는 두개의 단위라이너(102)를 서로 연결 고정시킨 상태에서 볼트(106)의 체결해지 동작에 따라 두개의 단위라이너(102)를 서로 분리시키게 된다. 또한 상기 단위라이너(102)들의 전면에는 고정플레이트(104)를 사이에 두고 양측으로 다수개의 키이(108)들이 볼트(110)로 착탈 가능하게 결합된다. 상기 키이(108)는 고정플레이트(104)와 같이 두개의 단위라이너(102)를 서로 연결 고정시킨 상태에서 볼트(110)의 체결해지 동작에 따라 두개의 단위라이너(102)를 서로 분리시키게 된다.

상기와 같이 고정플레이트(104) 및 키이(108)의 체결 및 체결해지 동작에 따라 다수개의 단위라이너(102)들을 개별적으로 분리 가능하게 구성한 것은 파이프(P)의 직경크기에 맞추어 각 단위라이너(102)들의 개수를 증감할 수 있도록 하기 위함이다.

예를 들어, 도 17에서와 같이 큰 직경크기로 제작된 파이프(P2)의 진원도를 교정할 때에는 해당 파이프(P2)와 단위라이너(102)들 사이에 간섭현상이 발생할 수 있는 바, 이때에는 해당 파이프(P2)의 직경크기에 맞추어 일부의 단위라이너(102)들을 분리시킴으로서 파이프(P2)와 단위라이너(102)간의 간섭됨 없이 큰 직경크기로 제작된 파이프(P)의 외경으로 단위라이너(102)들을 면접촉시켜 교정작업을 수행할 수 있게 된다.

상기한 구성으로 제작된 프레싱 장치(90)는 공급유닛(C)의 동작으로 하우징(76)의 통과구멍(78)으로 파이프(P)가 일정길이 공급되고 나면 키커실린더(84)를 구동시켜 가압대(90)에 결합되어 있는 단위라이너(96)를 파이프(P)의 외경에 접촉시키게 되며, 이어서 가압실린더(82)의 구동으로 램(88)이 가압대(90)를 가압토록 함으로서 파이프(P)의 외경에 형성되어 있는 왜곡변형을 바로 잡아 교정작업을 수행할 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 따른 코팬더 머신의 동작과정을 첨부된 도 1 내지 도 17을 참조하여 기술하기로 한다.

본 발명의 코팬더 머신의 기본 공정은 피딩공정과 교정공정을 반복적으로 시행하며 파이프의 교정작업을 수행하게 된다.

먼저, 원형의 단면형상을 가지도록 성형 완료된 파이프(P)를 피딩유닛(A)의 구동롤러(12)에 안치시킨 다음, 구동원으로 전원을 인가해 구동롤러(12)를 동작시키게 되면 파이프(P)는 상기 구동롤러(12)를 타고 이동하며 교정유닛(D)으로 이송된다. 이때 이송중인 파이프(P)는 교정유닛(D)인 하우징(76)의 통과구멍(78) 센터로 정확히 진입해야 하는 데, 만일 파이프(P)의 직경이 너무 작게 제작된 경우에는 구동레일(12)을 승강시켜 이를 보정토록 한다. 즉, 도 6에서와 같이 피딩유닛(A)에 구비되어 있는 업다운장치(14)인 실린더(16)를 구동시키게 되면 로드(18)는 인출 동작하며 승강대(20)를 수직 이동시키게 되고, 이에 따라 상기 승강대(20)에 지지되어 있는 구동레일(12)은 직경이 작게 제작된 파이프(P1)의 저면에 접촉된 상태에서 구동원의 동력으로 파이프(P1)를 교정유닛(D)의 투입구멍(78) 센터로 정확히 진입시키게 된다. 이때 승강대(20)의 이동을 가이드하는 가이드(22)에 장착되어 있는 랙(26)은 직선 운동하며 피니언(28)을 회전시키게 되는 데, 이 과정에서 피니언(28)은 다른 업다운장치의 랙과 맞물린 상태에서 다른 업다운장치의 랙으로 회전력을 전달하게 됨으로서 각 업다운장치의 승강높이를 동일하게 조절할 수 있다.

한편, 상기와 같이 파이프(P)를 교정유닛(D)으로 이송시키는 과정에서 파이프(P)의 용접부(W)가 한쪽 방향으로 기울어져 있을 경우, 터닝유닛(B)인 실린더(30)를 구동시키게 되면 틸팅플레이트(34)는 힌지(32)를 기점으로 위쪽으로 틸팅 동작하며 터닝롤러(42)를 파이프(P)의 저면에 접촉시키게 되고, 이어서 구동모터(36)를 구동시켜 구동축(40)을 회전 동작시키게 되면 상기 구동축(40)에 결합되어 있는 터닝롤러(42)는 파이프(P)의 저면에 접촉된 상태에서 구동하며 파이프(P)를 회전시키게 됨으로서 용접부(W)를 정위치시킬 수 있게 된다.

다음, 교정유닛(D)으로 파이프(P)가 이송되고 나면 공급유닛(C)이 동작하며 파이프(P)를 교정유닛(D)의 하우징(76) 내부로 일정길이씩 단계적으로 공급하게 된다. 즉, 클램핑실린더(60, 62)가 구동하면 파이프(P)의 양쪽에 위치하고 있는 클램프(64, 66)는 상기 파이프(P)를 클램핑하게 된다.

이어서, 이송실린더(68, 70)로 유압이 공급되면 구동로드(72, 74)는 교정유닛(D)의 하우징(76)에 고정된 관계로 상기 이송실린더(68, 70)를 당겨주게 되며, 이에 따라 이송실린더(68, 70)가 고정되어 있는 기대(56, 58)와, 상기 기대(56, 58)가 설치되어 있는 대차(52)는 수평으로 이동하게 됨으로서 클램프(64, 66)에 클램핑되어 있는 파이프(P)는 대차(52)의 수평거리 만큼 교정유닛(D) 내부로 공급되어 진다.

한편, 교정유닛(D)의 통과구멍(78)으로 파이프(P)가 일정길이 공급되고 나면, 프레싱 장치가 동작하며 파이프(P)의 외경에 형성되어 있는 왜곡변형을 바로 잡아 진원도를 교정시키게 된다.

즉, 교정유닛(D)인 하우징(76)의 통과구멍(78)으로 파이프(P)가 공급되고 나면 프레싱장치(80)를 구성하는 실린더(86)는 고정링프레임(82)에 고정된 상태에서 구동하며 상기 실린더(86)의 로드(88)에 결합되어 있는 원형링 프레임(90)을 전진 이동시키게 된다.

이와 동시에 상기 원형링프레임(90)의 전면 둘레에 설치되어 있는 슬라이더(94)는 상기 원형링 프레임(90)의 동작에 따라 수평으로 전진 이동하게 되며, 이에 따라 상기 슬라이더(94)의 선단에 직각되게 맞대어있는 작동대(96)는 슬라이더(94)와 작동대(96)간의 서로 면접촉하고 있는 경사면부(94a, 96a)간의 경사각도를 통해 상기 슬라이더(94)의 수평 전진 이동에 따라 밀려나며 상기 가이드프레임(98)을 타고 수직 하강 동작하게 된다.

상기와 같이 작동대(96)의 동작에 따라 가압대(100) 역시 하강 동작하며 상기 가압대(100)의 하단에 설치되어 있는 다수개의 단위라이너(102)들중 최하층에 위치하고 있는 단위라이너(102)는 파이프(P)의 외경에 면 접촉된 상태에서 상기 가압대(100)의 압력을 전달받아 파이프(P)의 외경을 가압하게 됨으로서 파이프(P)의 외경에 형성되어 있는 왜곡변형을 바로 잡는 교정작업을 수행하게 된다.

본 발명은 원통 형상으로 성형된 파이프의 외경에 발생하는 굴곡변형을 교정하는 과정에서 쐐기 방식을 이용하여 파이프 외경 둘레를 따라 배치되어 있는 가압대를 밀어주도록 하여 실린더에서 전해지는 압력을 증압시킨 상태로 파이프의 외경을 가압할 수 있어 파이프의 왜곡 변형을 보다 효과적으로 잡아줄 수 있게 된다.

또한 본 발명은 파이프의 외경을 가압하는 가압대를 파이프의 외경 둘레를 따라 8개를 배치하여 파이프의 외경 둘레와 가압대간의 접촉면을 세분화시켜 파이프의 변형률을 효과적으로 보정할 수 있다.

또한 본 발명은 실린더의 구동으로 왕복링 프레임이 전진 이동함과 동시에 8개의 가압대가 파이프의 외경을 동시에 가압하게 됨으로서 파이프(P)의 굴곡 변형을 효과적으로 잡아줄 수 있는 기능성을 가진다.

Claims

파이프(P)의 외경에 형성되어 있는 굴곡변형을 교정하는 코팬더 머신에 있어서,

하우징(76);

상기 하우징(76)의 후방에 고정 설치되는 고정링프레임(82);

상기 고정링프레임(82)의 전면 둘레를 따라 설치되는 적어도 하나 이상의 실린더(86);

상기 고정링프레임(82)의 전방에 위치하며 상기 실린더(86)의 로드(88)에 결합된 상태에서 상기 실린더(86)의 동작으로 전, 후 수평 이동하는 왕복링프레임(90);

상기 왕복링프레임(90)의 전면 둘레를 따라 적어도 하나 이상 설치되며 상기 왕복링프레임(90)과 함께 전, 후 수평 이동하는 슬라이더(94);

상기 슬라이더(94)의 선단 하면에 형성되는 경사면부(94a);

상기 슬라이더(94)의 선단에 직각되게 맞대여지며 그 상단에는 상기 슬라이더(94)의 경사면부(94a)에 면접촉하는 경사면부(96a)가 형성되어 상기 슬라이더(94)의 전, 후 수평 이동에 따라 상, 하 수직 이동 동작을 수행하는 작동대(96) 및 ;

상기 작동대(96)의 하단에 설치되며 상기 작동대(96)의 수직 이동 동작에 따라 파이프(P)의 외경을 가압하는 가압대(100)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 코팬더 머신.
제 1항에 있어서,

상기 가압대(100)의 외면에는 상기 가압대(100)의 상, 하 수직 이동을 가이드하는 가이드프레임(98)이 설치됨을 특징으로 하는 코팬더 머신.
제 1항에 있어서,

상기 슬라이더(94)와 작동대(96) 및 가압대(100)는 상기 원형링 프레임(90)의 둘레를 따라 8개가 서로 일정간격 떨어진 상태로 설치됨을 특징으로 하는 코팬더 머신.