KR100961515B1

KR100961515B1 - 복층홀레스관 제조장치

Info

Publication number: KR100961515B1
Application number: KR1020100018031A
Authority: KR
Inventors: 김경량
Original assignee: 푸른나래(주)
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2010-06-07

Abstract

본 발명은 복층홀레스관 제조장치에 관한 것으로, 그 목적은 복층관의 양측 단부에 충진채움재를 주입하여 양측 단부의 중공부가 밀폐된 복층관을 제조하되, 제품의 불량률을 낮추고, 충진채움재를 보다 균일하고 치밀하게 주입할 수 있도록 한 복층홀레스관 제조장치를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 중공부를 갖는 사각파이프를 나선형으로 연속 융착 접합하여 제조된 복층관을 수평하게 유지시킨 채로 회전시키는 회전부; 상기 회전부에 의해 회전하는 복층관의 끝단부 측면에 가공툴을 삽입하여 복층관의 원주를 따라 일정깊이의 홈을 가공하는 홈가공부; 상기 홈가공부에 의해 형성된 홈에 충진채움재를 주입하여 복층홀레스관을 형성하는 수지 주입부; 및 상기 복층홀레스관의 끝단부 측면으로부터 돌출된 채움재를 절단하여 마감하는 커팅부로 구성되어 제작 완료된 복층관을 제공받아 홈을 가공하고, 가공된 홈에 충진채움재를 주입하여 복층홀레스관을 제조하는 복층홀레스관 제조장치에 관한 것을 기술적 요지로 한다.

Description

복층홀레스관 제조장치{Apparatus for manufacturing Multi-wall pipe}

본 발명은 복층홀레스관을 제조하기 위한 장치에 관한 것으로, 특히 제작된 복층관의 양측 단부에 일정 깊이의 홈을 가공하고, 가공된 홈에 충진채움재를 주입하여 채움으로써 향상된 수밀성과 내구성을 갖는 복층홀레스관을 제조할 수 있는 복층홀레스관 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로 복층관이라 함은 폴리에틸렌재질의 중공형 사각파이프를 나선형으로 연속 융착 접합하여 형성한 관으로써, 콘크리트 관이나 주철관에 비하여 강도는 낮지만 가격이 저렴하고, 경량이어서 취급 및 시공성이 우수한 장점으로 인해 널리 사용되고 있다.

도 1은 종래 복층관 제조장치의 구성을 나타낸 측면 개략도를 도시하고 있다.

상기 복층관은 압출기(10)를 통해 나오는 중공형의 사각파이프(P)를 권취기(20)에 나선형으로 감으면서, 나선형으로 감겨진 사각파이프의 사이에 접합압출장치(30)로부터 공급되는 용융수지를 주입하여 제작하게 된다. 도면 중 미설명부호 40은 냉각기이다.

상기와 같은 공정을 통해 제조되는 복층관은 연속적으로 제조되며, 이처럼 연속 제조되는 복층관은 작업자 또는 미도시된 절단기에 의하여 일정한 길이로 절단된다.

한편 절단된 복층관의 양측 단부에는 사각파이프의 중공부가 그대로 노출되므로, 시공 후 중공부로 하수가 유입되어 누설되는 현상이 발생되며, 복층관과 복층관의 연결부위가 토압이나 기타 외력에 의하여 쉽게 변형되는 현상이 발생되는 문제점을 가지고 있다.

상기와 같은 문제점을 고려하여 본 출원인은 양측 단부의 중공부에 수지를 주입하여 중공부가 노출되지 않도록 개선한 복층관을 개발하였고, 개발된 복층관을 제조하기 위한 성형장치는 공개특허공보 제2007-0018517호에 개시되어 있다.

먼저, 상기 복층관 성형장치는 주지된 관용된 복층관 성형장치와 동일하게 압출성형장치와, 냉각장치와, 권취기와, 접합압출장치를 구비하고 있으며, 상기 압출성형장치에 채움재용 수지를 압출되는 사각파이프의 중공부로 공급하기 위한 수단이 더 구비된 것으로 구성되어 있다.

상기와 같은 복층관 성형장치는 복층관을 성형하는 과정에서 중공부에 채움재용 수지를 주입하도록 구성된 것이나, 중공부 내의 공기를 외부로 배출시키기 위한 별도의 수단이 마련되지 못한 채 중공부에 채움재용 수지를 주입하도록 구성됨으로써, 채움재용 수지를 중공부로 원활하게 주입하기가 어렵고, 또 사각파이프가 충분히 경화되지 못한 상태에서 중공부에 채움재용 수지가 주입됨으로써 사각파이프에 변형이 발생되어 제품의 불량률이 높은 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 복층관의 양측 단부에 충진채움재를 주입하여 양측 단부의 중공부가 밀폐된 복층관을 제조하되, 제품의 불량률을 낮추고, 충진채움재를 보다 균일하고 치밀하게 주입할 수 있도록 한 복층홀레스관 제조장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 복층홀레스관 제조장치는 상호 이격된 채로 복층관의 하부를 지지하는 한쌍의 롤러를 구비하는 것으로 구성되어 복층관의 하부에서 복층관을 회전가능하게 지지하는 다수개의 회전지지부와, 상기 다수개의 회전지지부 중 어느 한 회전지지부에 구비된 롤러와 벨트 또는 체인을 통해 연결되어 롤러를 회전시킴으로써 복층관을 회전시키는 회전용 모터로 구성되어 복층관을 수평하게 유지시킨 채로 회전시키는 회전부; 상기 회전부에 의해 회전하는 복층관의 끝단부 측면에 가공툴을 삽입하여 복층관의 원주를 따라 일정깊이의 홈을 가공하는 홈가공부; 상기 홈가공부에 의해 형성된 홈에 충진채움재를 주입하여 복층홀레스관을 형성하는 수지 주입부; 및 상기 복층홀레스관의 끝단부 측면으로부터 돌출된 채움재를 절단하여 마감하는 커팅부로 구성되어 제작 완료된 복층관을 제공받아 홈을 가공하고, 가공된 홈에 충진채움재를 주입하여 복층홀레스관을 제조하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 홈가공부와 수지 주입부 및 커팅부는 회전부의 양측에 각각 구비되어 회전부에 놓인 복층관의 양측 끝단을 동시에 가공하도록 구성된다.

삭제

이때, 상기 회전부는 회전지지부 상에 놓여진 복층관의 내면을 가압 지지하여 복층관의 회전시 진동이 발생되는 것을 방지하는 내면 지지부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 내면 지지부는 복층관의 내면을 가압하기 위한 가압롤러; 상기 가압롤러를 지지하는 이동브라켓; 상기 이동브라켓과 결합되어 이동브라켓의 상하이동을 지지하며 수평방향으로 이동하면서 복층관에 근접하거나 멀어지도록 베이스블록에 설치된 고정브라켓; 상기 고정브라켓에 설치되며 이동브라켓과 연결되어 이동브라켓을 상하방향으로 이동시키는 제1 실린더; 및 상기 베이스블록에 설치되며 고정브라켓과 연결되어 고정브라켓을 수평방향으로 이동시키는 제2 실린더로 구성된다.

또한, 본 발명의 복층홀레스관 제조장치는 상기 각 회전지지부의 하부에서 복층관과 직교하는 전후방향으로 연장되도록 베이스블록에 설치된 한쌍의 가이드봉; 상기 회전지지부에 설치되고, 상기 가이드봉에 결합되어 가이드봉을 따라 이동하면서 회전지지부의 전후방향 이동을 안내하는 가이드블록; 상기 각 회전지지부의 하부에서 상기 가이드봉과 평행하도록 베이스블록에 설치된 전후이송용 나선축; 상기 회전지지부에 설치되고, 상기 나선축에 결합되어 나선축의 회전에 의해 이동함으로써 회전지지부를 전후방향으로 이동시키는 전후이송용 블록; 및 상기 각각의 회전지지부로부터 연장된 나선축과 베벨기어유닛을 통해 연결되어 나선축을 회전시키는 전후이송용 구동모터를 더 포함한다.

한편, 상기 홈가공부는 복층관의 끝단부 측면으로 삽입되어 홈을 가공하는 가공툴; 상기 가공툴과 연결되어 가공툴을 회전시키는 가공툴용 구동모터; 상기 가공툴 상에 설치되어 가공툴이 복층관 측면의 중앙부로 삽입되도록 가공툴을 안내하는 위치제어부; 및 상기 가공툴을 전/후/좌/우 방향으로 이송시키는 가공툴용 이송기구로 구성된다.

여기서, 상기 위치제어부는 복층관 벽 두께에 상응하는 사이간격을 유지한 채 상호 나란하게 배치되며, 지지브라켓을 매개로 하여 가공툴 상부에 설치되어 가공툴과 함께 거동하는 한쌍의 탐침봉; 상기 두 탐침봉 중 어느 한 탐침봉이 복층관 끝단부 측면에 닿아 이동할 때 리셋(Reset) 신호를 발생하도록 지지브라켓에 설치되어 가공툴이 복층관으로부터 이격된 거리를 인식시키는 센서로 구성된다.

한편, 상기 커팅부는 복층홀레스관의 끝단부 측면으로부터 돌출된 채로 경화된 충진채움재를 절단하기 위한 커터; 상기 커터와 결합되어 커터를 회전시키는 커팅용 구동모터; 상기 커팅용 구동모터를 지지한 채로 베이스블록에 고정되어 커터를 복층홀레스관의 끝단부 측면에 근접하거나 멀어지도록 이동시키는 2절링크기구; 및 상기 2절링크기구에 설치되어 2절링크기구가 접혀지거나 펼쳐지도록 함으로써 커터를 이동시키는 커팅용 실린더로 구성된다.

한편, 본 발명의 복층홀레스관 제조장치는 제작 완료된 복층관들을 제공받아 보관하되, 상면이 경사지게 형성된 2개 이상의 유도바들을 상단부에 구비하여 보관된 복층관들이 유도바의 경사진 상면에 의해 일정한 방향으로 굴러내리게 하는 복층관 거치대; 상기 복층관 거치대에 보관된 복층관을 낱개 단위로 공급받아 회전부로 이송시키는 리프트; 및 상기 복층관 거치대에 설치되어 보관된 복층관들이 낱개 단위로 리프트로 공급되어질 수 있도록 제어하는 스토퍼유닛을 더 포함한다.

여기서, 상기 스토퍼유닛은 유도바에 일단이 회전가능하게 설치된 스토퍼용 실린더; 상기 유도바에 중앙부가 회전가능하게 설치되고, 일단이 상기 스토퍼용 실린더에 결합되며, 타단이 유도바의 상부로 돌출되게 형성되어 스토퍼용 실린더에 의해 회전하면서 복층관의 이동을 저지하는 스토퍼로 구성된다.

삭제

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 제작이 완료된 복층관을 제공받아 후처리 가공을 통하여 양측 끝단부 측면에 홈을 형성한 뒤, 충진채움재를 주입하는 방식으로 복층홀레스관을 제조하게 되므로, 제품의 불량률을 낮출 수 있으며, 충진채움재의 균일하고 치밀한 충전이 가능함으로써 우수한 품질의 복층홀레스관을 제공할 수 있게 되었다.

도 1 은 종래 복층관 제조장치의 구성을 나타낸 측면 개략도,
도 2 는 본 발명에 따른 복층홀레스관 제조장치를 개념적으로 나타낸 사시도,
도 3 은 본 발명에 따른 회전부의 평면도,
도 4 는 본 발명에 따른 회전지지부의 구성을 나타낸 사시도,
도 5 는 본 발명에 따른 회전지지부의 구성을 나타낸 측면도,
도 6 은 본 발명에 따른 내면 지지부의 정면도,
도 7 은 본 발명에 따른 홈가공부의 정면도,
도 8 은 본 발명에 따른 홈가공부의 평면도,
도 9 는 본 발명에 따른 위치제어부의 정면도,
도 10 은 본 발명에 따른 위치제어부의 평면도,
도 11 은 본 발명에 따른 커팅부의 구조도,
도 12 는 복층관 거치대와 리프트가 적용된 복층홀레스관 제조장치의 사시도,
도 13 은 복층관 거치대와 리프트가 적용된 복층홀레스관 제조장치의 측면도,
도 14 는 복층관 거치대와 리프트가 적용된 복층홀레스관 제조장치의 평면도,
도 15 는 본 발명에 따른 스토퍼유닛의 구조를 나타낸 측면도,
도 16 은 본 발명에 따른 복층홀레스관의 단면도.

본 발명에서 언급되는 복층홀레스관이라 함은 중공부를 갖는 사각파이프를 나선형으로 연속 융착 접하여 형성된 복층관의 양측 끝단부에 충진채움재를 주입한 것으로 제조되어 중공부가 노출되지 않도록 한 복층관을 의미하는 것이다.

한편 본 발명에 따른 복층홀레스관 제조장치와 복층홀레스관 제조방법 및 복층홀레스관은 별도의 성형과정을 거쳐 제작된 후 일정한 길이로 절단된 복층관을 제공받아 후처리 가공을 통해 복층관의 양측 끝단부 측면에 충진채움재를 주입토록 함으로써, 충진채움재를 보다 용이하고 균일하게 주입시킬 수 있게 하여 제조과정에서 발생되는 불량률을 낮추는 것과 함께 제품의 신뢰성을 높이도록 한 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 복층홀레스관 제조장치를 개념적으로 나타낸 사시도를 도시하고 있다.

본 발명의 복층홀레스관 제조장치는 회전부(100)와, 홈가공부(200)와, 수지 주입부(300)와, 커팅부(400)로 구성되어 있다.

도 3은 본 발명에 따른 회전부의 평면도를, 도 4는 본 발명에 따른 회전지지부의 구성을 나타낸 사시도를, 도 5는 본 발명에 따른 회전지지부의 구성을 나타낸 측면도를 도시하고 있다.

상기 회전부(100)는 제공되는 복층관을 수평한 상태로 지지하는 것과 함께 복층관을 회전시키는 것으로, 다수개의 회전지지부(110)와 회전용 모터(120)로 구성되어 있다.

한편 상기 다수개의 회전지지부(110)는 상호 일정 간격을 두고 이격되게 배치되어 복층관을 전체적으로 균일하게 지지할 수 있도록 함으로써 중량체인 복층관을 안정적으로 지지하도록 구성되며, 복층관의 회전을 지지하기 위한 한쌍의 롤러(111,112)를 구비하고 있다.

이때 상기 한쌍의 롤러(111,112)는 복층관과 평행하며 상호 이격된 구조를 갖도록 각각의 회전지지부(110) 상단에 구비되어 복층관을 하부에서 지지하게 된다.

상기 회전용 모터(120)는 다수개의 회전지지부(110) 중 어느 한 회전지지부(110)에 구비된 롤러(111`)와 벨트 또는 체인을 통해 연결되어 해당 롤러(111`)를 회전시킴으로써, 회전지지부(110) 상에 놓인 복층관을 회전시키게 된다.

한편, 충진채움재의 주입을 비롯한 제반 공정이 완료된 복층관을 배출시키거나 또는 복층관의 위치 이동이 요구될 경우, 복층관을 제조장치의 전후방향으로 이동시킬 수 있도록 하기 위하여 회전지지부(110)를 전후방향으로 이동시키기 위한 가이드봉(113)과, 가이드블록(114)과, 나선축(115)과, 전후이송용 블록(116)과, 전후이송용 구동모터(117)를 더 포함하게 된다.

보다 상세히, 상기 가이드봉(113)은 한쌍이 제공되며, 제공되는 한쌍의 가이드봉(113)은 각각의 회전지지부(110)의 하부에서 장치의 전후방향으로 연장되도록 베이스블록(1000)에 설치된다. 여기서 베이스블록(1000)은 복층홀레스관 제조장치의 기초를 형성하는 구조물이다.

상기 가이드블록(114)은 회전지지부(110)의 저면에 고정되게 설치되며, 가이드봉(113)에 결합되어 가이드봉(113)을 따라 이동하면서 회전지지부(110)의 이동을 안내하게 된다.

상기 나선축(115)은 각각의 회전지지부(110)의 하부에서 가이드봉(113)과 평행하도록 베이스블록(1000)에 설치된다. 이때 나선축(115)의 한쪽 끝단은 전후이송용 구동모터(117)와 연결될 수 있도록 회전지지부(110)의 후방으로 돌출된 구조를 갖는다.

상기 전후이송용 블록(116)은 회전지지부(110)의 저면에 고정되게 설치되며, 나선축(115)에 결합되어 나선축(115)의 회전시 전후방향으로 이송됨으로써, 회전지지부(110)를 이동시키게 된다. 한편 도 4에는 한쌍의 나선축(115)이 회전지지부(110)의 하부에 평행하게 설치된 구조가 도시되어 있다.

상기 전후이송용 구동모터(117)는 베이스블록(1000) 상에 설치되며, 각각의 회전지지부(110) 하부에 위치하는 나선축(115)과 베벨기어유닛(118)을 통해 결합되어 나선축(115)들을 회전시킴으로써 회전지지부(110)를 이동시키게 된다.

한편, 회전지지부(110) 상에 복층관을 올려놓고 회전지지부(110)를 이용하여 복층관을 회전시킬 경우, 복층관에 진동이 발생될 수 있으므로, 이를 방지하기 위한 내면 지지부(130)가 회전부(100)에 더 포함되는 것이 바람직하다.

도 6은 본 발명에 따른 내면 지지부의 정면도를 도시하고 있다.

상기 내면 지지부(130)는 회전지지부(110) 상에 놓여진 복층관의 내면을 가압 지지하여 복층관의 회전시 떨림이 발생되는 것으로 방지하는 것으로, 복층관의 내면을 가압하기 위한 가압롤러(131)와, 상기 가압롤러(131)를 지지하는 이동브라켓(132)과, 상기 이동브라켓(132)과 결합되어 이동브라켓(132)의 상하이동을 지지하며 수평방향으로 이동하면서 복층관에 근접하거나 멀어지도록 베이스블록(1000)에 설치된 고정브라켓(133)과, 상기 고정브라켓(133)에 설치되며 이동브라켓(132)과 연결되어 이동브라켓(132)을 이동시키는 제1 실린더(134)와, 상기 베이스블록(1000)에 설치되며 고정브라켓(133)과 연결되어 고정브라켓(133)을 수평방향으로 이동시키는 제2 실린더(135)로 구성되어 있다.

상기와 같은 내면 지지부(130)는 회전지지부(110) 상에 복층관이 놓여지면, 제2 실린더(135)에 의해 고정브라켓(133)이 복층관에 근접하는 방향으로 이동하게 되고, 이때 이동브라켓(132)에 지지된 가압롤러(131)는 복층관의 내부로 삽입되어지며, 이후 제1 실린더(134)가 작동하여 이동브라켓(132)을 하강시킴으로써 가압롤러(131)는 복층관의 내면을 가압 지지하게 된다. 이처럼 가압롤러(131)에 의하여 복층관의 내면을 가압시킨 상태에서 복층관을 회전시킴으로써 복층관의 떨림 및 홈 가공 중 복층관의 유동을 방지할 수 있게 된다.

도 7은 본 발명에 따른 홈가공부의 정면도를, 도 8은 본 발명에 따른 홈가공부의 평면도를, 도 9는 본 발명에 따른 위치제어부의 정면도를, 도 10은 본 발명에 따른 위치제어부의 평면도를 도시하고 있다.

상기 홈가공부(200)는 회전부(100)에 의해 회전하는 복층관의 끝단부 측면으로 가공툴(210)을 삽입하여 복층관의 끝단부 측면에 일정 깊이의 홈을 가공하는 것으로, 가공툴(210)과, 가공툴용 구동모터(220)와, 위치제어부(230)와, 가공툴용 이송기구(240)로 구성되어 있다.

상기 가공툴(210)은 가공툴용 구동모터(220)와 연결되어 회전하며, 가공툴용 이송기구(240)에 의해 복층관의 끝단부 측면으로 삽입되어 충진채움재의 주입을 위한 홈을 가공하게 된다. 한편 가공툴(210)에 의해 형성되는 홈은 복층관의 원주를 따라 일정한 깊이로 형성된다. 이는 가공툴(210)에 의한 홈 가공시 복층관은 회전부(100)에 의해 회전하게 되므로 가공툴(210)에 의해 형성되는 홈은 복층관의 원주를 따라 형성된다.

상기 위치제어부(230)는 가공툴(210)이 복층관의 측면 중앙부로 삽입될 수 있도록 가공툴(210)을 안내하는 것이다. 이러한 위치제어부(230)는 복층관 벽 두께에 상응하는 사이간격을 유지한 채 상호 나란하게 배치된 한쌍의 탐침봉(231,232)과, 상기 두 탐침봉(231,232) 중 어느 한 탐침봉(231)이 복층관 끝단부 측면에 닿아 이동할 때 리셋(Reset) 신호를 발생하도록 지지브라켓(234)에 설치되어 가공툴(210)이 복층관으로부터 이격된 거리를 인식시키는 센서(233)로 구성되어 있다.

한편 상기 탐침봉(231,232)은 지지브라켓(234)을 매개로 하여 가공툴(210) 상부에 설치되어 가공툴(210)과 함께 거동하며, 또한 스프링(235)에 의하여 지지브라켓(234)에 탄력적으로 지지되어 복층관과의 접촉시 이동하도록 설치된다. 이때 가공툴(210)은 위에서 본 평면구조로 보았을 때, 상호 이격된 두 탐침봉(231,232)의 사이에 위치하게 된다. 이처럼 가공툴(210)과 함께 거동하는 두 탐침봉(231,232)의 사이에 복층관의 벽이 삽입되어지도록 가공툴(210)의 위치를 조정하게 되면, 가공툴(210)은 복층관의 측벽 중앙부에 위치하게 된다.

상기 센서(233)는 근접센서나 리미트 스위치로 구성될 수 있으며, 탐침봉(231)의 이동시 신호를 발생하게 된다. 보다 상세히, 작업자가 가공툴용 이송기구(240)를 제어하여 센서(233)와 연계된 탐침봉(231)을 복층관의 측벽에 닿게 하여 이동시켰을 때, 센서(233)는 신호를 발생하게 된다. 한편 탐침봉(231)에 의해 센서(233)가 작동하는 시기는 항상 일정하므로, 센서(233)의 신호 발생시 가공툴(210)은 복층관의 측벽으로부터 항상 같은 거리에 위치하게 된다. 따라서 센서(233)에 의해 신호가 발생된 위치를 기준으로 가공툴(210)을 일정거리 전진시키게 되면, 항상 일정한 깊이의 홈을 가공할 수 있게 된다.

상기 가공툴용 이송기구(240)는 가공툴(210)을 전/후/좌/우방향으로 이동시키는 것으로, 가공툴(210)이 복층관에 근접하거나 멀어지도록 제조장치의 좌우방향으로 이동시키기 위한 좌우 이송기구(241)와, 상기 홈가공부(200)를 탑재한 채로 좌우 이송기구(241) 상에 탑재되어 좌우 이송기구(241)에 의해 좌우방향으로 이동하며, 탑재된 홈가공부(200)를 전후방향으로 이동시키는 전후 이송기구(242)로 구성되어 있다.

한편 상기 좌우 이송기구(241)는 가이드봉(2411)과 가이드블록(2412)으로 구성되어 전후 이송기구(242)의 이동을 지지하는 한쌍의 가이드유닛(241a)과, 상기 가이드봉(2411)과 평행하도록 설치되며 전후 이송기구(242)와 결합되어 전후 이송기구(242)를 이동시키는 나선축(2413)과, 상기 나선축(2413)을 회전시킴으로써 전후 이송기구(242)를 이동시키는 좌우이송용 구동모터(2414)로 구성된다.

이와 마찬가지로 상기 전후 이송기구(242)는 가이드봉(2421)과 가이드블록(2422)으로 구성되어 홈가공부(200)의 이동을 지지하는 한쌍의 가이드유닛(242a)과, 상기 가이드봉(2421)과 평행하도록 설치되며 홈가공부(200)와 결합되어 홈가공부(200)를 이동시키는 나선축(2423)과, 상기 나선축(2423)을 회전시킴으로써 홈가공부(200)를 이동시키는 전후이송용 구동모터(2424)로 구성된다.

상기와 같은 좌우 이송기구(241)와 전후 이송기구(242)의 구성은 실시 가능한 하나의 예를 든 것으로, 본 발명의 좌우 이송기구(241)와 전후 이송기구(242)는 리니어모터 또는 실린더를 이용하는 등 다른 구조로 이루어질 수도 있다.

상기 수지 주입부(300:도 2에 도시됨)는 홈가공부(200)에 의해 형성된 홈에 충진채움재를 주입하는 것이다. 이러한 수지 주입부(300)는 충진채움재로써 주입될 수지를 용융시키고, 용융된 수지를 관을 통하여 홈에 주입하게 된다. 상기 충진채움재로는 접착성수지가 사용될 수 있다.

상기와 같이 수지를 용융상태로 가열하고, 이를 관을 통해 공급하는 것은 주지 관용된 기술이므로 이에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하도록 한다.

도 11은 본 발명에 따른 커팅부의 구조도를 도시하고 있다.

상기 커팅부(400)는 홈에 주입된 충진채움재가 복층홀레스관의 끝단부 측면으로부터 돌출된 채로 경화된 경우, 이를 절단함으로써 복층홀레스관의 끝단부를 마감하는 것으로, 커터(410)와, 커팅용 구동모터(420)와, 2절링크기구(430)와, 커팅용 실린더(440)로 구성되어 있다.

상기 커터(410)는 커팅용 구동모터(420)에 설치되어 회전함으로써 복층홀레스관의 끝단부 측면으로부터 돌출된 충진채움재를 절단하게 된다.

상기 2절링크기구(430)는 베이스블록(1000)에 설치된 제1 부재(431)와, 커팅용 구동모터(420)를 지지하는 제2 부재(432)가 힌지결합된 것으로 구성되며, 커팅용 구동모터(420)를 지지한 채로 제1 부재(431)와 제2 부재(432)가 접혀지거나 곧게 펼쳐지면서 커팅용 구동모터(420) 및 커터(410)를 복층홀레스관의 끝단부 측면에 근접하거나 멀어지도록 이동시키게 된다.

상기 커팅용 실린더(440)는 2절링크기구(430)에 설치되어 2절링크기구(430)가 접혀지거나 펼쳐지도록 함으로써 커팅용 실린더(440)와 커터(410)를 이동시키는 것으로, 일단이 제1 부재(431)에 힌지결합되고, 타단이 제2 부재(432)에 힌지결합되게 설치되어 2절링크기구(430)를 작동시키게 된다.

한편, 피니언 기어(452)와 랙 기어(453)를 이용하여 커터의 좌우방향 위치를 미세조정할 수 있도록 하는 미세위치조절기구(450)를 매개로 하여 2절링크기구(430)와 커팅용 구동모터(420)가 결합될 수 있다.

상기 미세위치조절기구(450)는 핸들(451)로부터 연장된 축상에 설치되어 회전하는 피니언 기어(452)와, 상기 피니언 기어(452)와 맞물려 이동하며 커팅용 구동모터(420)에 설치되는 랙 기어(453)와, 상기 피니언 기어(452)의 회전에 의한 커팅용 구동모터(420)의 이동을 지지하는 가이드유닛(454)으로 구성된다. 따라서 작업자는 커터(410)의 좌우방향에 대한 위치조정이 요구될 경우, 핸들(451)을 회전시킴으로써 커터(410)의 좌우방향 위치를 조정할 수 있게 된다.

한편 상기 홈가공부(200)와 수지 주입부(300) 및 커팅부(400)는 복층관의 양측 끝단부 측면에 동시에 홈을 가공하고 또 충진채움재를 주입할 수 있도록 회전부(100)의 양측에 각각 구비되는 것이 바람직하며, 도 2에 이러한 구조가 도시되어 있다.

상기와 같이 구성된 복층홀레스관 제조장치에 공급될 복층관들을 보관하고, 또 보관된 복층관을 회전부(100)로 운반하기 위한 복층관 거치대(500)와 리프트(600)가 더 포함될 수 있다.

도 12는 복층관 거치대와 리프트가 적용된 복층홀레스관 제조장치의 사시도를, 도 13은 복층관 거치대와 리프트가 적용된 복층홀레스관 제조장치의 측면도를, 도 14는 복층관 거치대와 리프트가 적용된 복층홀레스관 제조장치의 평면도를 도시하고 있다.

상기 복층관 거치대(500)는 제작이 완료되어 일정한 길이로 절단된 복층관들을 보관하는 구조물로써, 다수개의 H-빔을 용접 또는 볼팅을 통해 상호 결합하여 복층홀레스관 제조장치의 전방 상단부에 복층관들이 임시적으로 보관되는 공간을 형성하게 된다. 이처럼 복층관들을 임시적으로 보관하는 복층관 거치대(500)는 보관된 복층관들이 항상 일정한 방향으로 굴러내릴 수 있도록 상면(510a)이 경사지게 형성된 2개 이상의 유도바(510)들을 상단부에 구비하고 있다. 다시 말해 복층관 거치대(500)에 보관되는 복층관들은 유도바(510)들의 상단부에 놓여지게 되며, 유도바(510)의 경사진 상면(510a)에 의해 복층홀레스관 제조장치를 향하여 굴러내리게 된다.

상기 리프트(600)는 복층관 거치대(500)에 보관된 복층관들을 낱개 단위로 공급받아 회전부(100)로 이송시키는 것으로, 복층관 거치대(500)의 후방에 수직하게 설치된 수직프레임(610)과, 상기 수직프레임(610)에 결합되어 상하로 이동하며 복층관 거치대(500)로부터 굴러내리는 복층관을 받아 회전부(100)로 운반하는 이동프레임(620)과, 상기 수직프레임(610)에 설치되며 수직프레임(610)의 상단부를 경유하는 체인(631) 또는 로프에 의해 이동프레임(620)과 연결되어 이동프레임(620)을 이동시키는 리프팅용 실린더(630)로 구성되어 있다.

이러한 리프트(600)는 리프팅용 실린더(630)가 이동프레임(620)과 연결된 체인(631) 또는 로프를 잡아당기도록 작동할 경우, 이동프레임(620)은 상승하여 복층관을 공급받게 되고, 반대로 리프팅용 실린더(630)가 체인(631) 또는 로프를 풀어주도록 작동할 경우, 이동프레임(620)은 자중에 의해 하강하여 이동프레임(620) 상에 놓여진 복층관을 회전부(100)에 올려놓게 된다.

한편 상기 복층관 거치대(500)에 보관된 복층관들이 낱개 단위로 굴러내릴 수 있도록 복층관들을 제어하기 위한 스토퍼유닛(520)이 더 포함된다.

도 15는 본 발명에 따른 스토퍼유닛의 구조를 나타낸 측면도를 도시하고 있다.

상기 스토퍼유닛(520)은 복층관 거치대(500)에 구비된 유도바(510)에 일단이 회전가능하게 설치된 스토퍼용 실린더(521)와, 상기 유도바(510)에 중앙부가 회전가능하게 설치되고, 일단(522a)이 스토퍼용 실린더(521)에 결합되며, 타단(522b)이 유도바(510)의 상부로 돌출되게 형성된 스토퍼(522)로 구성되어 있다.

이러한 스토퍼유닛(520)은 스토퍼용 실린더(521)에 의해 회전하는 스토퍼(522)의 타단(522b)이 유도바(510)의 상부로 돌출된 경우, 유도바(510)의 경사진 상면(510a)을 타고 굴러내리는 복층관의 진로를 스토퍼(522)가 막아주어 복층관의 이동을 정지시키고, 반대로 스토퍼(522)의 타단(522b)이 유도바(510)의 상부로 돌출되지 않도록 스토퍼(522)가 회전한 경우, 복층관은 유도바(510)의 경사진 상면(510a)을 타고 굴러내리게 된다. 따라서 스토퍼(522)가 복층관의 진로를 일시적으로 막지 않도록 스토퍼용 실린더(521)를 제어하여 줌으로써, 복층관을 낱개 단위로 리프트(600)로 공급할 수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 복층홀레스관 제조장치를 이용한 복층홀레스관 제조방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 복층홀레스관 제조방법은 중공부를 갖는 사각파이프를 나선형으로 연속 융착 접합하여 제조된 복층관을 제공받아 수평하게 유지시킨 채로 회전시키는 단계(S100); 상기 S100 단계를 통해 회전하는 복층관의 끝단부 측면에 가공툴(210)을 삽입하여 끝단부에 홈을 형성하는 단계(S200); 상기 S200 단계를 통해 형성된 홈에 충진채움재를 주입하여 복층홀레스관을 제조하는 단계(S300); 및 상기 S300 단계를 통해 홈에 주입된 후 복층홀레스관의 끝단부 측면으로부터 돌출된 채로 경화된 충진채움재를 복층홀레스관의 끝단부 측면에 맞추어 절단하여 마감하는 단계(S400)로 이루어져 있다.

상기 S100 단계는 제작이 완료되어 일정한 길이로 절단된 복층관을 제공받아 회전부(100)에 올려놓은 다음, 회전부(100)를 작동시켜 복층관을 회전시키는 단계이다. 한편 회전부(100) 상에 올려진 복층관은 수평한 상태를 유지한 채로 회전하게 된다.

상기 S200 단계는 회전하는 복층관의 끝단부 측면으로 가공툴(210)을 삽입하여 복층관 끝단부 측면에 원주방향으로 연장되는 원형구조의 홈을 형성하는 단계이다.

상기 S300 단계는 수지 주입부(300)를 이용하여 복층관의 끝단부에 형성된 홈에 충진채움재를 주입하는 단계이다. 한편 수지 주입부(300)에 의한 충진채움재의 주입시 복층관은 회전부(100)에 의해 회전하게 되므로, 수지 주입부(300)를 이동시키지 않아도 복층관의 원주를 따라 원형구조로 형성된 홈으로 균일하게 충진채움재를 주입할 수 있게 있게 된다.

상기 S400 단계는 충진채움재의 주입으로 인해 제조된 복층홀레스관의 끝단부 측면으로부터 돌출된 충진채움재를 커팅부(400)를 이용해 절단하여 복층홀레스관을 완성하는 단계이다.

한편 상기 S200 단계는 복층관의 양측 끝단부 측면에 가공툴(210)을 삽입하여 복층관의 양측에 홈을 동시에 형성하고, 상기 S300 단계를 통해 복층관의 양측홈에 동시에 충진채움재를 주입하여 복층관의 양측 끝단을 동시에 가공하도록 함으로써 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

도 16은 본 발명에 따른 복층홀레스관의 단면도를 도시하고 있다.

상기와 같은 후처리 가공에 의해 제작된 복층홀레스관은 중공부를 갖는 사각파이프를 나선형으로 연속 융착 접하여 제조된 복층관의 양측 끝단부 측면에 복층관의 원주를 따라 일정한 깊이로 홈(710)이 형성되고, 상기 홈에 주입된 충진채움재가 중공부의 노출을 방지하는 기밀층(720)을 형성한 것으로 구성되어진다.

상기와 같은 구성을 갖는 복층홀레스관은 중공부에 의한 하수의 누설을 방지할 수 있는 것과 함께 관과 관의 연결부의 강성을 보강함으로써 보다 안정적인 관이음을 구현할 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(100) : 회전부 (110) : 회전지지부
(111),(112) : 롤러 (113) : 가이드봉
(114) : 가이드블록 (115) : 전후이송용 나선축
(116) : 전후이송용 블록 (117) : 전후이송용 구동모터
(118) : 베벨기어유닛 (120) : 회전용 모터
(130) : 내면 지지부 (131) : 가압롤러
(132) : 이동브라켓 (133) : 고정브라켓
(134) : 제1 실린더 (135) : 제2 실린더
(200) : 홈가공부 (210) : 가공툴
(220) : 가공툴용 구동모터 (230) : 위치제어부
(231),(232) : 탐침봉 (233) : 센서
(234) : 지지브라켓 (240) : 가공툴용 이송기구
(300) : 수지 주입부 (400) : 커팅부
(410) : 커터 (420) : 커팅용 구동모터
(430) : 2절링크기구 (440) : 커팅용 실린더
(500) : 복층관 거치대 (510) : 유도바
(520) : 스토퍼유닛 (521) : 스토퍼용 실린더
(522) : 스토퍼 (600) : 리프트
(1000) : 베이스블록

Claims

상호 이격된 채로 복층관의 하부를 지지하는 한쌍의 롤러(111,112)를 구비하는 것으로 구성되어 복층관의 하부에서 복층관을 회전가능하게 지지하는 다수개의 회전지지부(110)와, 상기 다수개의 회전지지부(110) 중 어느 한 회전지지부(110)에 구비된 롤러(111`)와 벨트 또는 체인을 통해 연결되어 롤러(111`)를 회전시킴으로써 복층관을 회전시키는 회전용 모터(120)로 구성되어 복층관을 수평하게 유지시킨 채로 회전시키는 회전부(100);
상기 회전부(100)에 의해 회전하는 복층관의 끝단부 측면에 가공툴(210)을 삽입하여 복층관의 원주를 따라 일정깊이의 홈(710)을 가공하는 홈가공부(200);
상기 홈가공부(200)에 의해 형성된 홈(710)에 충진채움재를 주입하여 복층홀레스관을 형성하는 수지 주입부(300); 및
상기 복층홀레스관의 끝단부 측면으로부터 돌출된 채움재를 절단하여 마감하는 커팅부(400)로 구성되어 제작 완료된 복층관을 제공받아 홈을 가공하고, 가공된 홈에 충진채움재를 주입하여 복층홀레스관을 제조하는 것을 특징으로 하는 복층홀레스관 제조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 홈가공부(200)와 수지 주입부(300) 및 커팅부(400)는 회전부(100)의 양측에 각각 구비되어 회전부(100)에 놓인 복층관의 양측 끝단을 동시에 가공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 복층홀레스관 제조장치.
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제 1 항에 있어서, 상기 회전부(100)는,
상기 회전지지부(110) 상에 놓여진 복층관의 내면을 가압 지지하여 복층관의 회전시 진동이 발생되는 것을 방지하는 내면 지지부(130)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복층홀레스관 제조장치.
제 4 항에 있어서, 상기 내면 지지부(130)는,
상기 복층관의 내면을 가압하기 위한 가압롤러(131);
상기 가압롤러(131)를 지지하는 이동브라켓(132);
상기 이동브라켓(132)과 결합되어 이동브라켓(132)의 상하이동을 지지하며 수평방향으로 이동하면서 복층관에 근접하거나 멀어지도록 베이스블록(1000)에 설치된 고정브라켓(133);
상기 고정브라켓(133)에 설치되며 이동브라켓(132)과 연결되어 이동브라켓(132)을 상하방향으로 이동시키는 제1 실린더(134); 및
상기 베이스블록(1000)에 설치되며 고정브라켓(133)과 연결되어 고정브라켓(133)을 수평방향으로 이동시키는 제2 실린더(135)로 구성된 것을 특징으로하는 복층홀레스관 제조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 각 회전지지부(110)의 하부에서 복층관과 직교하는 전후방향으로 연장되도록 베이스블록(1000)에 설치된 한쌍의 가이드봉(113);
상기 회전지지부(110)에 설치되고, 상기 가이드봉(113)에 결합되어 가이드봉(133)을 따라 이동하면서 회전지지부(110)의 전후방향 이동을 안내하는 가이드블록(114);
상기 각 회전지지부(110)의 하부에서 상기 가이드봉(113)과 평행하도록 베이스블록(1000)에 설치된 전후이송용 나선축(115);
상기 회전지지부(110)에 설치되고, 상기 나선축(115)에 결합되어 나선축(115)의 회전에 의해 이동함으로써 회전지지부(110)를 전후방향으로 이동시키는 전후이송용 블록(116); 및
상기 각각의 회전지지부(110)로부터 연장된 나선축(115)과 베벨기어유닛(118)을 통해 연결되어 나선축(115)을 회전시키는 전후이송용 구동모터(117)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복층홀레스관 제조장치.
제 1 항에 있어서, 상기 홈가공부(200)는,
상기 복층관의 끝단부 측면으로 삽입되어 홈을 가공하는 가공툴(210);
상기 가공툴(210)과 연결되어 가공툴(210)을 회전시키는 가공툴용 구동모터(220);
상기 가공툴(210) 상에 설치되어 가공툴(210)이 복층관 측면의 중앙부로 삽입되도록 가공툴(210)을 안내하는 위치제어부(230); 및
상기 가공툴(210)을 전/후/좌/우 방향으로 이송시키는 가공툴용 이송기구(240)로 구성된 것을 특징으로 하는 복층홀레스관 제조장치.
제 7 항에 있어서, 상기 위치제어부(230)는,
상기 복층관 벽 두께에 상응하는 사이간격을 유지한 채 상호 나란하게 배치되며, 지지브라켓(234)을 매개로 하여 가공툴(210) 상부에 설치되어 가공툴(210)과 함께 거동하는 한쌍의 탐침봉(231,232);
상기 두 탐침봉(231,232) 중 어느 한 탐침봉(231)이 복층관 끝단부 측면에 닿아 이동할 때 리셋(Reset) 신호를 발생하도록 지지브라켓(234)에 설치되어 가공툴(210)이 복층관으로부터 이격된 거리를 인식시키는 센서(233)로 구성된 것을 특징으로 하는 복층홀레스관 제조장치.
제 1 항에 있어서, 상기 커팅부(400)는,
상기 복층홀레스관의 끝단부 측면으로부터 돌출된 채로 경화된 충진채움재를 절단하기 위한 커터(410);
상기 커터(410)와 결합되어 커터(410)를 회전시키는 커팅용 구동모터(420);
상기 커팅용 구동모터(420)를 지지한 채로 베이스블록(1000)에 고정되어 커터(410)를 복층홀레스관의 끝단부 측면에 근접하거나 멀어지도록 이동시키는 2절링크기구(430); 및
상기 2절링크기구(430)에 설치되어 2절링크기구(430)가 접혀지거나 펼쳐지도록 함으로써 커터(410)를 이동시키는 커팅용 실린더(440)로 구성된 것을 특징으로 하는 복층홀레스관 제조장치.
제 1 항에 있어서,
제작 완료된 복층관들을 제공받아 보관하되, 상면(510a)이 경사지게 형성된 2개 이상의 유도바(510)들을 상단부에 구비하여 보관된 복층관들이 유도바(510)의 경사진 상면(510a)에 의해 일정한 방향으로 굴러내리게 하는 복층관 거치대(500);
상기 복층관 거치대(500)에 보관된 복층관을 낱개 단위로 공급받아 회전부(100)로 이송시키는 리프트(600); 및
상기 복층관 거치대(500)에 설치되어 보관된 복층관들이 낱개 단위로 리프트(600)로 공급되어질 수 있도록 제어하는 스토퍼유닛(520)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복층홀레스관 제조장치.
제 10 항에 있어서, 상기 스토퍼유닛(520)은,
상기 유도바(510)에 일단이 회전가능하게 설치된 스토퍼용 실린더(521);
상기 유도바(510)에 중앙부가 회전가능하게 설치되고, 일단이 상기 스토퍼용 실린더(521)에 결합되며, 타단이 유도바(510)의 상부로 돌출되게 형성되어 스토퍼용 실린더(521)에 의해 회전하면서 복층관의 이동을 저지하는 스토퍼(522)로 구성된 것을 특징으로 하는 복층홀레스관 제조장치.
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