KR101757631B1 - 금속 봉, 둥근 피스 또는 와이어 같은 연신형 금속 요소의 굽힘 장치 및 그 굽힘 방법 - Google Patents
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Abstract
연신형 금속 요소(11)를 굽히는 장치 및 방법으로서, 제 1콘트라스팅 수단(13)을 구비하는 굽힘대(12)와, 연신형 금속 요소(11)가 위치하여 전진할 수 있는 제 1굽힘면(P)을 규정하는 굽힘 지지체(17)와, 제 1콘트라스팅 수단(13)과 협력하여 연신형 금속 요소(11)를 제 1굽힘면(P)으로 구부리기 위해, 제 1콘트라스팅 수단(13) 둘레에 이동가능하게 장착되는 제 1굽힘 핀(16)을 포함한다.
이 굽힘대(12)는 제 1굽힘 핀(16) 상에 장착되는 제 2콘트라스팅 수단(21)과, 제 2콘트라스팅 수단(21)과 협력하여 제 1굽힘면(P)에 대해 각진 제 2굽힘면(P')으로 연신형 금속 요소(11)를 구부리기 위해, 굽힘면(P)에 대해 경사진 방향으로 굽힘 지지체(17)에 대해 이동 가능하게 배치되는 제 2굽힘 핀(19)을 포함한다
이 굽힘대(12)는 제 1굽힘 핀(16) 상에 장착되는 제 2콘트라스팅 수단(21)과, 제 2콘트라스팅 수단(21)과 협력하여 제 1굽힘면(P)에 대해 각진 제 2굽힘면(P')으로 연신형 금속 요소(11)를 구부리기 위해, 굽힘면(P)에 대해 경사진 방향으로 굽힘 지지체(17)에 대해 이동 가능하게 배치되는 제 2굽힘 핀(19)을 포함한다
Description
본 발명은 예를 들어, 금속 봉, 둥근 피스(round pieces), 와이어 등과 같이 가늘게 늘인 연신형 금속을 미리 절단하거나 롤로부터 공급하면서 굽히는 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명에 따른 장치는 3차원 형태를 갖는, 즉 다른 부분의 정상 굽힘면에 대해, 적어도 일부가 직교면으로 젖혀지거나 소정형태로 각이진 늑근(stirrup), 또는 기타 건설업용 보강 요소를 제조하는데 적용된다.
또한, 본 발명은 3차원 형태를 갖는 늑근을 얻기 위해 연신형 금속 제품을 굽히는 방법에 관한 것이다.
굽힘 기계(bending machine)는 늑근 제조기란 이름으로도 알려져 있으며, 보강 케이지용 늑근을 제조하기 위해, 금속 봉, 둥근 피스, 와이어 또는 기타 유사한 금속 제품을 구부리도록 구성되어 있다.
이들 가공기의 일 예가 특허문헌 1에 개시되어 있다.
2가지 형태의 보강 늑근, 즉 소위 2차원 늑근 및 소위 3차원 늑근이 주로 알려져 있다. 이들 양 늑근은 서로에 대해서 연속으로 배치되어 축철근에 의해 연결됨으로써, 보강 케이지를 규정(define)할 수 있다.
시장에서는 2차원 늑근이 더 광범위하게 사용되며, 실제로 동일한 굽힘면 상에 보강 케이지의 횡단면을 규정한다.
3차원 늑근은 예를 들어, 다른 늑근 또는 다른 기존 구조물에 대해, 스페이서, 또는 보강 요소의 기능을 갖는 제 1굽힘면에 대해서, 각진 공급면 및 적어도 일부 또는 세그먼트(segment)와 일치하는 제 1굽힘면 상에 규정된 그들의 형상을 갖는다.
이러한 형태의 늑근은, 인발대(drawing station), 전단대(shearing station)뿐만 아니라, 늑근의 2차원 형상을 규정하기 위해 제 1굽힘면으로 구부러지도록 하는 제 1굽힘대와 제 1굽힘면에 대해서 각진 부분 또는 세그먼트를 규정하기 위해 구부러지도록 하는 독립된 후속의 제 2굽힘대를 갖는 자동 굽힘 기계에 의해 제조된다.
통상, 제 1굽힘대는 기본적으로, 대략 디스크 형상이며, 수직 중심축을 중심으로 회전하며, 제 1굽힘면을 규정하고 중심에는 콘트라스팅 핀(contrasting pin)을 구비한 굽힘 지지체나 맨드릴(mandrel)로 최소한 구성된다. 맨드릴의 하나의 스포크(spoke) 상에는 콘트라스팅 핀과 실질적으로 동일한 면의 굽힘 요소가 제공된다.
굽힘 요소는 콘트라스팅 핀의 둘레를 시계방향 및 반시계방향 모두로 회전할 수 있어, 일방향 또는 타방향으로 콘트라스팅 핀의 둘레에서 소성변형됨으로써 연신형 금속 물체의 형태가 만들어진다.
동일한 방식으로, 수직으로 이격되며 제 1굽힘대에 대해 독립적인 제 2굽힘대는 연신형 금속 요소로 하여금 그와 금속면 사이에 배치되도록 구부러지게 하기 위해, 바의 공급면으로부터 일정 거리 이격된 콘트라스팅 부재 및 연신형 금속 요소의 세그먼트를 가로막기 위해 공급면으로부터 나오는 가동 굽힘 요소를 제공하여, 콘트라스팅 핀의 둘레에서 소성변형됨으로써 연신형 금속 요소의 형태가 만들어진다.
2개의 독립된 굽힘대를 제공하는 이러한 형태의 공지된 굽힘 기계는, 2개의 굽힘대의 관리 및 동작 협력을 보장하기 위해, 기계적 및 전자적인 명령 및 제어용 2중 배선을 필요로 한다.
이러한 관리의 필요성으로 인해, 장치의 제조 시간 및 비용의 증가뿐만 아니라, 유지보수 시간 및 비용의 증가가 수반된다.
또한, 2개의 독립된 굽힘대를 제공함으로써, 개별적 움직임에 참여하는 기계적인 부품의 수 역시 늘어나고, 종래의 기계에 비해 장치의 부피가 커짐으로써, 설치 규모의 증가를 가져오며, 굽힘 정밀도가 저하될 수도 있다.
본 발명의 목적은 2차원 늑근 및 3차원 늑근 모두의 제조를 허용하며, 제조, 관리 및 협력을 위한 시간 및 비용이 제한되며, 간단한 유지보수 단계를 제공하는 굽힘 장치를 제조하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 2차원 늑근 및 3차원 늑근 모두의 제조를 허용하며, 유사한 공지의 굽힘 기계와 비교하여 설치 규모가 줄어들고 최적의 굽힘 정밀도를 보장하는 굽힘 장치를 제조하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 종래기술에서 언급한 문제점을 해결하도록 허용하는 연신형 금속 물체용 굽힘 방법을 완벽하게 하는데 있다.
본 발명자는 이들 및 그 밖의 다른 목적과 이점을 얻기 위해, 종래기술에서 언급한 문제점을 극복할 수 있는 본 발명을 고안, 테스트, 및 구현하였다.
본 발명은 독립항에 언급되고 특징지어져 있는 한편, 종속항은 본 발명의 다른 특징 또는 주요 발명의 착상에 대한 변형들을 기술한다.
본 발명의 목적에 따라서, 예를 들어 3차원 형태를 가지며 건설업에서 보강재로서 사용할 수 있는 굽은 요소(bent elements)를 얻기 위해 연신형 금속 물체를 굽히는데 본 발명에 따르는 굽힘 장치 및 방법이 적용된다.
특히, 본 발명에 따르는 굽힘 장치는 제 1콘트라스팅 수단을 구비하는 굽힘대, 연신형 금속 요소가 위치하여 전진할 수 있는 제 1굽힘면을 규정하는 굽힘 지지체, 제 1콘트라스팅 수단과 협력하여 연신형 금속 요소를 제 1굽힘면으로 구부리기 위해, 상대 제 1콘트라스팅 수단에 대해 그 둘레에 이동가능하게 장착되는 제 1굽힘 수단을 포함한다.
본 발명의 특성에 따르면, 굽힘대 자체는 제 1굽힘 수단 상에 장착되는 제 2콘트라스팅 수단과 제 2콘트라스팅 수단과 협력하여 제 1굽힘면에 대해 각진 제 2굽힘면으로 연신형 금속 요소를 구부리기 위해, 굽힘면에 대해 경사진 방향으로 굽힘 지지체에 대해 이동 가능하게 배치되는 제 2굽힘 수단을 포함한다.
본 발명에 따르면, 하나의 굽힘대만으로 연신형 금속 요소를 제 1면 및 제 2면 모두로 구부릴 수 있는데, 이들 면은 가령 보강 늑근 같은 굽은 요소를 규정하며, 이들의 일부는 서로에 대해 각진 상이한 평면상에 놓인다.
이러한 방식으로, 3차원의 굽은 요소를 얻기 위해 하나의 굽힘대만 사용하며, 따라서 정확하고 원하는 동작 협력을 보장하기 위해, 기계적 및 전자적인 명령 및 제어용 배선을 하나만 제공해도 된다.
이러한 이점은 기계의 제조 시간과 비용 모두, 및 유지보수 시간과 비용을 억제하도록 허용한다.
또한, 각기 상이한 면으로 구부러지기에 적합한 통합된 2개의 굽힘 수단을 갖는 하나의 굽힘대만 제공함으로써, 종래기술에서 언급한 2개의 독립 굽힘대와 비교하여, 굽힘대를 구성하는 기계적인 부품이 줄어드는 결과를 가져온다.
이러한 이점은 장치의 전체적인 설치 규모의 감소를 허용한다.
하나의 변형에 따르면, 굽힘 지지체는 제 1굽힘면에 대해 실질적으로 동일한 평면이거나 상승한 제 1굽힘 위치와, 완전히 제 1굽힘면 아래인 제 2하강 비활동 위치(lowered inactive position) 사이에서 선택적으로 위치할 수 있다.
다른 변형에 따르면, 각 콘트라스팅 수단은 원하는 굽힘 반경에 따라서 미리 정해진 직경을 갖는 하나 이상의 상대 콘트라스팅 핀을 포함한다.
본 발명에 따르는 굽힘 방법은 제 1굽힘 수단에 의해서, 제 1콘트라스팅 수단과 협력하여 연신형 금속 요소를 제 1굽힘면으로 구부리는 제 1굽힘 단계와; 제 2굽힘 수단에 의해서, 제 1굽힘 수단 상에 장착되는 제 2콘트라스팅 수단과 협력하여 연신형 금속 요소를 제 1굽힘면에 대해 각진 제 2굽힘면으로 구부리는 제 2굽힘 단계를 제공한다.
본 발명에 따르면, 기계의 제조 시간과 비용 모두, 및 유지보수 시간과비용이 억제되고, 장치의 전체적인 설치 규모가 감소되는 이점이 있다.
본 발명의 이러한 특징들 및 다른 특징들은 첨부한 도면을 참조하여 한정되지 않은 예로서 주어진 바람직한 실시 예에 관한 다음 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따르는 굽힘 장치가 제 1작동 상태에 있는 세부사항을 도식적으로 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시한 장치가 제 2작동 상태에 있는 세부사항을 도식적으로 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시한 장치의 단면도를 나타낸다.
도 4는 도 1에 도시한 장치를 일부 확대한 세부 평면도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시한 장치가 제 2작동 상태에 있는 세부사항을 도식적으로 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시한 장치의 단면도를 나타낸다.
도 4는 도 1에 도시한 장치를 일부 확대한 세부 평면도를 나타낸다.
이해를 돕기 위해서, 도면에서 실질적으로 동일한 공통 요소에 대해 동일시하기 위해 가능한 한 동일한 참조번호를 사용하였다. 한가지 형태의 실시예에 대한 요소 및 특성은 추가적인 설명 없이 다른 형태의 실시예에 적절히 포함될 수 있음을 이해해야 한다.
첨부한 도면을 참조하면, 본 발명에 따르는 굽힘 장치(10)는 거의 공지된 형태로, 대표적인 방식으로 그의 구성부분 중 하나만을 도 1과 2에 도시한 굽힘 기계(15)에 적용된다.
굽힘 장치(10)는 하나 이상의 금속 봉(11)을 구부릴 수 있는 형태, 가령 건설업용 늑근 또는 기타 보강 형상을 만드는데 사용하는 형태이다.
특히, 굽힘 장치(10)는 제 1면(P)에 대해서, 그리고 이 경우에 제 1면(P)에 대해서 거의 직각인 제 2면(P')에 대해서도 금속 봉(11)을 구부릴 수 있도록 구성된다.
금속 봉(11)은 굽힘 장치(10)의 상류에 배치된 참조번호(14)로써 전체적으로 표시한 공지 형태의 공급 유닛에 의해서 공급축(X)을 따라서 공급된다.
본 발명에 따르는 굽힘 장치(10)는 제 1콘트라스팅 핀(13)과, 제 1콘트라스팅 핀(13)에 대해 동축으로 회전가능하게 장착되고, 제 1면(P)을 규정할 수 있는 맨드릴(17) 또는 굽힘 지지체와, 맨드릴(17)의 주변에 장착되는 제 1굽힘 핀(16)을 구비하는 굽힘대(12)를 포함한다.
이러한 방식으로, 각 제 1굽힘 핀(16)은 상대 제 1콘트라스팅 핀(13)에 대해 그 둘레에 시계방향 또는 반시계방향으로 선택적으로 회전할 수 있어, 제 1콘트라스팅 핀(13)과 협력하여 일방향 또는 타방향으로 봉(11)의 원하는 굽힘을 가져온다.
제 1더블 콘트라스팅 핀(13)은 첨부한 도면에 개략적으로 도시되어 있으나, 이것은 상이한 작동 해결방안을 배제하는 것이 아니며, 거의 원통형상으로, 다른 형태 및 치수로 만들어진 제 1콘트라스팅 핀(13)을 제공할 수 있다.
굽힘대(12)는 제 1면(P)에 대해 직각 방향으로 선택적으로 움직일 수 있는 것이 유리하다.
이러한 방식으로, 맨드릴(17)이 제 1면(P)에 대해 동일한 면이며, 제 1 핀(13 및 16)이 제 1면(P) 상에 배치되는 제 1상승 작동 위치와, 맨드릴(17)과 2개의 핀(13 및 16) 모두 완전히 제 1면(P) 아래인 제 2하강 비활동 위치를 선택적으로 규정하는 것이 가능하다.
굽힘 장치(10)는 또한 가동 구조물(20) 상에 장착된 제 2굽힘 핀(19)과, 제 1굽힘 핀(16) 상에 장착되는 제 2콘트라스팅 핀(21)을 포함한다.
도 1 및 2의 작동 순서에 도시한 바와 같이, 가동 구조물(20)은 제 1면(P) 아래이며 제 2굽힘 핀(19)이 금속 봉(11)의 공급축(X)과 간섭하지 않는 제 1비활동 위치와, 제 1면(P)으로부터 돌출되고 제 2굽힘 핀(19)이 금속 봉(11)의 공급축(X)과 간섭하며 금속 봉(11)을 제 2면(P')으로 구부리는 제 2굽힘 위치 사이에서 선택적으로 움직일 수 있다.
특히, 도 4에 도시한 바와 같이, 제 1굽힘 핀(16)에 대해 제 2콘트라스팅 핀(21)의 조립체는, 제 1면(P)으로 구부러지는 단계 동안, 제 1굽힘 핀(16)이 구부러지는 동안에 공급축(X)에 대해서 우측 및 좌측 모두에서 항상 금속 봉(11)과 먼저 접촉하도록 한다.
이러한 구성은 제 1굽힘면(P)으로 구부러지도록 최상의 충분한 작동 자유도를 허용하다.
또한, 제 2콘트라스팅 핀(21)은 어떤 경우에든, 금속 봉(11) 위에 잔류하며, 제 1굽힘 핀(16)에 대해 구부러지는 단계 동안 제 1굽힘면(P)에 부착된 상태로 금속 봉(11)을 유지한다.
이러한 작동 상태는 금속 봉(11), 특히 제 1면(P)에 가장 가까운 봉이 구부러지는 동안 작용하는 힘으로 인해 상방으로 회전하거나 비틀리는 것을 방지하기 위해, 2개의 금속 봉(11)을 동시에 구부리는 경우에 보다 유리하다.
이 경우에, 특히 도 3을 참조하면, 본 발명에 따르는 굽힘 장치(10)는 일측이 이동 슬라이더(23) 상에서, 그리고 타측이 지지 구조물(20) 상에서 구속되는(constrained) 제 1선형 액추에이터(22)를 포함한다.
제 1선형 액추에이터(22)는 가령, 제 1비활동 위치와 제 2굽힘 위치 사이에서 지지 구조물(20)을 이동하기 위해, 제 1이동 방향을 따라서 지지 구조물(20)이 이동하도록 명령하는데 적합하다.
굽힘 장치(10)는 또한, 고정 위치에 배치되어, 제 1선형 액추에이터(22)에 의해서 명령되는 제 1이동 방향에 대해 실제로 직각인 제 2이동 방향으로 이동 슬라이더(23)를 이동시키는 제 2선형 액추에이터(25)를 포함한다.
이러한 방식으로, 지지 구조물(20), 및 이어서 상대 제 2굽힘 핀(19)은 제 2 면(P')으로 공급축(X)에 대해서 약 90각도로 금속 봉(11)의 굽힘, 및 제 2면(P')으로 공급축(X)에 대해서 약 180각도까지의 굽힘 모두를 결정할 수 있다.
이것은 제 1선형 액추에이터(22)에 의해서 명령된 이동이 제 2선형 액추에이터(25)에 의해서 명령된 이동과 조합되어, 제 2굽힘 핀(19)이 도 3에 점선으로 도시한 바와 같이, 제 2콘트라스팅 핀(21)을 중심으로 금속 봉(11)의 굽힘 반경을 규정하는 거의 곡선 궤적을 따르기 때문이다.
예를 들어, 각 선형 액추에이터(22 및 25)는 대응하는 선형 트랜스듀서(22a 및 25a)에 의해 작동적으로 제어하여, 도면에 도시하지 않은 명령 및 제어 유닛에 의해서 프로그램화되거나 프로그램 가능한 방식으로 이동의 조합을 실행하는 것이 유리하다.
본 발명의 분야 및 범위를 벗어나지 않고, 지금까지 설명한 장치(10) 및 방법에 부품이나 단계를 변경하거나 추가할 수 있음이 명백하다.
예를 들어, 곡선 가이드를 따라 미끄럼 이동하도록 장착되는 지지 구조물(20)을 제공하여, 제 1비활동 위치와 제 2굽힘 위치 사이의 통로에서 대응하는 곡선 이동을 갖도록 하는 것도 본 발명의 범위 안에 속한다.
이 경우에, 제 2굽힘 핀(19)의 곡선 이동은 굽힘 지지체(20)의 이동에 대해 기능적인 곡선 가이드의 곡선 형태에 의해서 결정된다.
또한, 비록 본 발명을 일부 특수한 예를 참조하여 기술하였으나, 당업자라면 금속 봉, 둥근 피스 또는 와이어 같은 연신형 금속 제품을 굽히는 많은 기타 동등한 형태의 장치에서 특허청구범위에서 언급하고 그렇게 함으로써 정의된 보호의 분야에 모두 들어가는 특징을 갖고서 확실히 달성할 수 있음이 명백하다.
Claims (8)
- 제 1콘트라스팅 수단(13)을 구비하는 굽힘대(12)와, 연신형 금속 요소(11)가 위치하여 전진할 수 있는 제 1굽힘면(P)을 규정하는 굽힘 지지체(17)와, 상기 제 1콘트라스팅 수단(13)과 협력하여 상기 연신형 금속 요소(11)를 상기 제 1굽힘면(P)으로 구부리기 위해, 상기 제 1콘트라스팅 수단(13) 둘레에 이동가능하게 장착되는 제 1굽힘 수단(16)을 포함하는 연신형 금속 요소(11)를 굽히는 장치에 있어서,
상기 굽힘대(12)는 상기 제 1굽힘 수단(16) 상에 장착되는 제 2콘트라스팅 수단(21)과, 상기 제 2콘트라스팅 수단(21)과 협력하여 상기 제 1굽힘면(P)에 대해 각진 제 2굽힘면(P')으로 상기 연신형 금속 요소(11)를 구부리기 위해, 상기 제 1굽힘면(P)에 대해 경사진 방향으로 상기 굽힘 지지체(17)에 대해 이동 가능하게 배치되는 제 2굽힘 수단(19)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 제 2굽힘 수단(19)은 상기 제 1굽힘면(P) 아래이고, 상기 제 2굽힘 수단(19)을 상기 연신형 금속 요소(11)의 공급축(X)과 간섭하지 않는 상태로 유지하는 제 1비활동 위치(inactive position)와, 상기 연신형 금속 요소(11)를 제 2굽힘면(P')으로 구부리기 위해서, 상기 제 1굽힘면(P)으로부터 돌출되고, 상기 제 2굽힘 수단(19)을 상기 공급축(X)과 간섭하는 상태를 취하는 제 2굽힘 위치 사이에서 이동가능한 지지체 구조물(20) 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 장치. - 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 굽힘 지지체(17)는 상기 제 1굽힘면(P)에 대해 동일한 평면이거나 상승한 제 1굽힘 위치와, 완전히 상기 제 1굽힘면(P) 아래인 제 2하강 비활동 위치(lowered inactive position) 사이에서 선택적으로 위치할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치. - 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 각 제 1 및 제 2콘트라스팅 수단은 적어도 대응하는 제 1 및 제 2콘트라스팅 핀(13, 21)을 포함하고, 이들 핀은 각기 상기 연신형 금속 요소(11)에 대한 굽힘 반경을 규정할 수 있는 미리 정해진 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 장치. - 제 2항에 있어서,
제 1이동 방향으로 상기 지지체 구조물(20)이 이동하도록, 일측이 이동 슬라이더(23) 상에서, 그리고 타측이 상기 지지체 구조물(20) 상에서 구속되는(constrained) 제 1선형 액추에이터(22)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. - 제 5항에 있어서,
고정 위치에 배치되어, 상기 제 1선형 액추에이터(22)에 의해서 명령되는 상기 제 1이동 방향에 대해 직각인 제 2이동 방향으로 상기 이동 슬라이더(23)를 이동시키는 제 2선형 액추에이터(25)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. - 제 6항에 있어서,
상기 각 제 1 및 제 2선형 액추에이터(22, 25)는 대응하는 선형 트랜스듀서(22a, 25a)에 의해 작동적으로 제어되어, 상기 각 제 1 및 제 2선형 액추에이터(22, 25)에 의해 작동되는 이동의 조합을 명령하고, 상기 지지체 구조물(20)의 원하는 궤적을 규정하는 것을 특징으로 하는 장치. - 제 1굽힘 수단(16)에 의해서, 제 1콘트라스팅 수단(13)과 협력하여 연신형 금속 요소(11)를 제 1굽힘면(P)으로 구부리는 제 1굽힘 단계를 포함하는 연신형 금속 요소(11)를 굽히는 방법에 있어서,
제 2굽힘 수단(19)에 의해서, 상기 제 1굽힘 수단(16) 상에 장착되는 제 2콘트라스팅 수단(21)과 협력하여 상기 연신형 금속 요소(11)를 상기 제 1굽힘면(P)에 대해 각진 제 2굽힘면(P')으로 구부리는 적어도 제 2굽힘 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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