KR100189864B1 - 굴곡이 진 금속의 긴중공체를 제작하기 위한 내부 고압성형방법의 적용과 이를 위해 설치된 내부고압성형프레스 - Google Patents

Abstract

축방향으로 변화하는 횡단면 윤곽을 가지는 금속의 새로 중공체를 내부고압변형프레스에서 내부고압변형방법에 따라 제작하기 위해 우선 면적이 동일한 2개의 빌레트 부분들로 구성된 강절 빌레트가 제작되며, 이때 빌레트 부분은 세로 테두리의 범위에설치된 추가적인 연결면 부분은 그만두더라도, 축방향으로는 적어도 세로 중공체의 길이를 보유하고 횡방향에서는 기껏해야 각각의 횡단면 윤곽의 절반 길이를 보유한다.

이어서 2개의 빌레트 부분들이 겹쳐 놓여지고 연결면 부분의 범위에서 서로서로 연결되고 특히 용접된다.

그후 강절 빌레트는 2개의 빌레트 부분 사이로 압력재를 유입함으로써 확장되어진다.

Description

굴곡이 진 금속의 긴 중공체를 제작하기 위한 내곡고압성형방법의 적용과 이를 위해 설치된 내부 고압 성형 프레스

제1도는 강철 빌레트를 위에서 내려다 본 도면.

제2도는 내부 고압 성형 프레스를 삽입하고 폐쇄시킨 제1도의 물체의 측면도.

제3도는 확장한 후의 제2도의 물체를 도시한 도면.

제4도는 제3도의 물체를 위에서 내려다 본 도면.

제5a도 내지 제5c도는 제4도의 물체의 횡단면도.

제6도는 변형된 실시형태속에 있는 제1도의 물체의 일부를 도시한 도면.

제7도는 압력재 수송공구를 도시한 도면.

제8도는 본 발명의 사용에 적합한 내부 고압성형기구의 사시도.

제9도는 제8도의 프레스가 열린 상태 및 제작품을 나타내는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 강철 빌레트 2 : 빌레트 부분

3, 4 : 연결면 부분

본 발명은 굴곡된 금속의 긴 중공체를 제작하는데 사용되는 기지의 내부고압성형방법의 적용과 이에 적합한 압력재 공급공구를 가지는 내부고압성형프레스에 관한 것이다.

상기 긴 중공체를 위한 그러한 내부압력성형방법은 금속 산업(Metal Industry)지에 1946년 2월 22일, 144-147페이지를 통해 공지되어 있다.

거기에서는 우선 면직상 동일한 2개의 빌레트 부분들로 구성된 강철 빌레트(steel sheetbillet)가 제작되는데, 이때 각각의 빌레트 부분은 길이방향 테두리의 범위내에 설치되어 있는 추가의 접합면 부분을 포함하여, 길이방향으로는 적어도 긴 중공체의 길이를 가지며, 횡방향으로는 최대한 각각의 횡단면 윤곽의 절반의 길이를 보유한다. 2개의 빌레트 부분은 가열된 다이 사이에 포개어지고, 접합면 부분의 범위에서 서로서로 접합되어지고 그후 강철 빌레트는 압력재(pressure nedium)가 2개의 빌레트 부분 사이로 유입됨으로써 내부고압성형 프레스안에서 확장된다.

이러한 방식으로 제작된 냉각요소들은 평행의 냉각관을 보유하고 있고, 이때 냉각관의 굴곡은 접합면 부분의 적당한 가이드를 통해 달성된다. 냉각관들은 원칙적으로 항상 같은 횡단면을 보유하고 있다.

DE (독일 발명가 단체) 지인 금속판, 1957년, 160페이지에서는 알루미늄판을 샌드위치형으로 포개어놓고 롤러를 통해 하나의 유니트로 용접하는 것이 알려져 있다.

먼저 원하는 자리에 알루미늄판 사이로 흑연이 칠해졌고 그래서 롤러과정에서 판은 이 자리에서는 용접되지 않는다.

용접되지 않은 자리에서는 유압에 의한 확장이나 취입성형으로 인해 튜브나 코일상튜브의 시스템을 얻을 수 있고, 곧이어서 예를 들어 냉장고의 냉각장치함으로 변형되어진다.

여기에서도 다시 항상 같은 횡단면을 가지는 냉각관이 제작되어지고, 연결면 범위는 기지의 두가지 방법에서는 단지 여러겹 나란히 배치되어 있는 관때문에 설치되어 있다.

처음부터 변화되는 횡단면 기하학이 투입될 수 있는지와 연결면 범위가 변화하는 횡단면 기하학과 연관되어 있는 가에 대한 언급은 찾을 수가 없다.

따라서 본 발명의 과제는 동일하게 유지되는 횡단면을 가지는 튜브섹숀에서 내부고압성형방법을 적용하는 기지의 방법으로는 도달될 수 없는 변화하는 횡단면 변경을 취하는 긴 중공체를 제작하는데 있다.

이 과제는 축방향으로 변화하는 횡단면 윤곽을 가지는 굴곡된 금속의 긴 중공체를 제작하기 위해 상기에 언급한 기지의 내부고압성형방법의 적용을 교시하여 해결되는데, 이때 금속빌레트가 내부고압성형프레스가 닫히는 진행중에 금속 빌레트에 대해 수직면에서 구부러진다.

이에 대해 본 발명은 이중 금속 빌레트의 투입과 구부림 그리고 그에 이어지는 금속 빌레트의 넓히기를 하는 상기 방법의 진행중에 내부고압성형방법에 따라 이제까지는 얻을 수 없었던 긴 중공체의 변화하는 횡단면 변경이 가능하다는 인식에서 출발한다. 금속 빌레트는 말하자면, 2개의 동일한 부분으로 구성되고, 추가로 이들 그 부분을 연결하는 접합면을 가지는 하나의 평면으로 형성된, 최종제품을 포함하는 출발물질을 의미한다고 할 수 있다.

여기에서 금속 빌레트에 대해 수직인 면에서 내부고압성형프레스가 닫히는 과정중에 금속 빌레트가 휘어짐으로써 특히 생산될 최종제품의 복잡성이 훨씬 증가된다.

그 다음 상응하는 작업이 넓히는 도중에는 더이상 실행될 필요는 없다.

기지의 방법과는 다르게 내부고압성형방법에서 얻어진 긴 중공체는 자연히 서로서로 연결되어 있는 연결면 부분들을 보유한다.

이것은 이 플랜지형의 연결부분이 기타의 금속판 부분을 연결하는데 적용될 수 있기 때문에, 많은 사례에서 이점이 있는데, 예를들어 자동차 산업에서 이점이 있다.

따라서 바람직한 실시형태에서는 연결면 부분들이 2개의 길이방향 테두리중 적어도 한 테두리에 형성되도록 배치가 이루어져 있다.

당연히 연속된 접합면 부분들이 2개의 긴 테두리에 설치될 수도 있다.

어쨌든 2개의 빌레트 부분의 이 연속된 접합면 부분들이 규칙적으로 그 전체길이에 걸쳐서 상호간 롤링연속용접(rolling continuous welding)되거나 레이저 용접처 리된다.

또다른 방법은, 접합면 부분이, 2개의 세로 테두리중 적어도 한곳에 길이방향으로 간격대로 서로서로 떨어져 배치되어 있는 연결탭으로 형성하는데 있다.

이러한 경우 확장되는 과정중에 연결탭 사이에서 압력재가 어느 정도의 누출손실을 가지기는 하지만 압력재의 상응하는 추가공급을 통해 즉시 상쇄시킬수 있다.

어느 경우에도, 금속 빌레트를 넓힌 후에 연결탭을 잘라낼 수 있어서, 서로를 향해있는 긴테두리 사이로 또 금속판 부분을 용접하거나 2개의 독립적인 대칭된 형상의 구성부분을 얻을 수 있는 가능성이 존재한다.

본 발명의 범주에서 특별한 의미가 부여되는 또다른 바람직한 실시형태는 2개의 빌레트 부분들중 적어도 하나가 강철 빌레트로 합쳐지기 전에 롤러를 통해 범위별로 상이한 두께로 성형하는데 있다.

이를 통해 넓히는 과정중에 물질을 보충공급할 수 있는 가능성이 열리며, 이는 강철 빌레트 부분이 항상 같은 두께일 때에는 가능하지 않은 것이다. 다른 한편에서는 이 방법을 통하여 형태안정성을 위해 바람직한 벽두께 확대를 실현시킬 수 있다.

장치에 따른 관점에서는 발명은 기술한 방법을 위해 내부고압성형프레스를 설치하고 균열끌(fission chisel)로 구성되어 있는 압력재 수송공구를 부착하고 있다.

이때 이 끌은 빌레트의 길이방향 단부에서 강철 빌레트의 2개의 빌레트 부분 사이로 삽입될 수 있게 되어 있다.

본 발명을 실시예를 도시한 도면에 의거하여 하기 상세히 설명한다.

축방향으로 변화하는 횡단면 윤곽을 가지는 굴곡진 금속의 긴 중공체 (제3도 및 제5도참조)를 제작하기 위해 내부고압성형방법에 따라 내부고압성형프레스에서 하기와 같이 실시한다. 우선 강철 빌레트(1)는 면적이 동일한 2개의 빌레트부분(2, 3)으로 제작되고 이것들 (빌레트 부분)은 각각 길이방향 테두리 범위속에 설치된 연장된 추가적인 연결면부분(4)은 차치하고라도 축방향으로는 적어도 긴 중공체의 길이를 보유하고 횡방향으로는 최대한 각각의 횡단면 윤곽의 절반 길이를 보유한다.

2개의 빌레트 부분(2, 3)은 겹쳐 놓여지며, 연장되어 있는 접합면 부분(4)의 범위속에서 그것의 전체길이에 걸쳐 서로서로 롤링연속용접되거나 레이저 용접처리된다 (제1도 참조). 이어서 강철 빌레트(1)는 내부고압성형프레스안으로 삽입되고 그것이 닫히는 도중에 강철빌레트(1)에 대해 수직인 평면에서 구부러진다 (제2도 참조).

그후 강철 빌레트(1)는 2개의 빌레트 부분(2, 3) 사이로 압력재가 유입됨으로써 넓혀지고, 이때 후자(빌레트 부분)는 세로 중공체의 외부윤곽을 내부윤곽으로서 보유하고 있는 내부고압성형공구의 내부면에 놓여진다. 2개의 빌레트 부분(2, 3)사이로의 압력재 유입은 강철 빌레트(1)의 세로 단부에 있어서 강철 빌레트(1)의 양 빌레트 부분(2,3) 사이로 삽입되어지는 균열끌(5)(제7도 참조) 과 함께 진행되어진다.

본 발명에 적당한 프레스(6)가 제8도 및 제9도에 도시되어 있다. 이것은 네 개의 연결바아 또는 칼럼(9)에 의해 클램프된 크로스헤드 혹은 플레임부(7, 8)를 구비한다. 2분할된 성형공구(10)는 하부크로스헤드(8)상에 장착되고 고정된 하부다이(12) 및 유압램이나 기타의 가압수단(21)에 의해 상부크로스헤드(7)에 연결된 이동가능한 크로스헤드(20)에 장착된 상부다이(11)로 구성된다. 상부 및 하부 공구부, 즉 다이(11, 12)는 제8도의 분할면(16)에서 볼 수 있듯이, 상보형(complementary)의 형상 내지 윤곽을 가진다.

강철판 재질의 공작물은 독립된 예비압연과정에 의해 준비된다. 압연된 강철재질물은 상부 및 하부다이 사이에 위치되며, 이후 상호 폐쇄된다. 다이는, 공구가 폐쇄될 때, 위에 언급한 강철빌레트의 곡면이 다이의 고유한 형상으로 생산되도록 형상되어 있다. 다이의 윤곽은 곡면의 형상과 등급을 좌우한다; 이를 제어하기 위한 측정장치를 제공할 필요는 없다.

폐쇄된 다이 사이에서 빌레트를 유지한 상태에서, 압력재가, 제8도 및 제9도에 도시한 것처럼 크로스헤드(20)상에 장착된 균열끌(5)을 통하여 다이 사이로 유입되며, 균열끌은 공구(10)의 외부로부터 공구안의 내부공간사이로 삽입되며, 제1도에 도시된 빌레트의 두부분(2, 3) 사이에 위치한다. 적당한 압력재 공급원은 균열끌(5)에 연결되어 있다. 빌레트는이리하여 전술한 것처럼 확장된다. 제9도에서 알 수 있는 것과 같이, 상부 및 하부다이(11, 12)는 상보형의 내부윤곽내지 조각(17)을 구비하고 있다(상부다이에는 도시되어 있지 않음). 다이의 윤곽은 마무리되고 형상화된 중공체(18)의 소망하는 외부윤곽에 대응한다.

두 다이의 형상(l5, 16)의 결과로, 마무리된 중공체(18)는 다이의 윤곽(16)에 대응하는 곡선형의 또는 각이 긴 영역(19)을 구비한다.

제9도에 도시된 관체(18)의 단면적은 제3도 및 제4도에 도시된 것과는 다르다. 후자의 넓혀진 긴 경공체는 제5a도 및 제5c도에 도시한 것처럼 그 길이를 따라서 상이한 단면적 윤곽을 가지고 있다.

최종적으로 마무리된 곡선형의 긴 금속중공체의 형상은 내부의 다이오목부(7)의 윤곽을 따르게 되며 이 윤곽은 공작물의 어느 원하는 최종형상이라도 생산하도록 자유로이 선택될 수 있다.

제6도는 변형을 보여준다.

여기에서는 연결면 부분(4)은 세로 간격대로 서로 떨어져서 배치되어 있는 연결탭으로 형성되어 있다. 이 연결탭(4)은 강철 빌레트(1)를 넓힌 후, 끊어낼 수 있다.

제2도에서는 2개의 빌레트 부분(2, 3)중 적어도 하나를 강철 빌레트(1)에 합치기전에 롤러를 통해 범위별로 상이한 두께로 보내는 방법이 점선을 통해 도시되어 있다.

Claims (7)

1. 굴곡진 금속의 긴 중공체를 제작하는데 쓰이는 기지의 내부고압성형방법에 있어서, 우선 긴 테두리의 범위에 설치된 추가적인 연결면 부분은 차치하고라도, 각각 축방향에서는 적어도 긴 중공체의 길이를 가지고, 횡방향으로는 최대한 각각의 횡단면 윤곽의 절반 길이를 보유하고, 면적이 동일한 2개의 빌레트 부분들로 구성된 강철 빌레트가 제작되고, 이어서 2개의 빌레트 부분들이 겹쳐 놓여지고 연결면 부분의 범위속에서 서 서로서로 연결되어지고 그후 내부고압성형프레스안에서 강철 빌레트가 2개의 빌레트 부분사이로 압력재가 유입됨으로써 확장되어지며, 강철 빌레트가 내부고압성형프레스가 닫히는 진행중에 강철 빌레트에 대해 수직인 평면에서 휘어지면서 축방향으로 변화하는 횡단면 윤곽을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 연결면 부분들은 적어도 2개의 긴 테두리중 하나에서 통과하면서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 2개의 빌레트 부분의 통과하는 연결면 부분은 그 전체길이에 걸쳐서 서로서로 롤링연속용접되어 있거나 레이저 용접처리되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제2항에 있어서, 연결면 부분은 적어도 2개의 긴 테두리중 하나에서 세로 간격대로 서로서로 떨어져 배치되어 있는 연결탭으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 연결탭은 강철 빌레트를 확장한 후 절단되어지는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 내지 제5항중 어느 한항에 있어서, 우선 2개의 빌레트 부분중 하나는 금속 빌레트로 통합되기전 롤러를 통해 범위별로 상이한 두개로 보내지는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 압력재 수송공구를 가지고 제1항 내지 제6항 까지의 방법을 적용하기 위한 내부고압성형프레스에 있어서, 압력재 수송공구는 강철 빌레트(1)의 세로 단부에 있어서 강철 빌레트(1)의 2개의 빌레트 부분(2, 3) 사이로 삽입가능한 균열끌(5)로 구성되어 있 는 것을 특징으로 하는 내부고압성형프레스.