KR102377289B1 - 인발 기계용 인발 캐리지 및 인발 기계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인발 기계용 인발 캐리지에 관한 것으로, 2개의 클램핑 조들(16) 및 상기 클램핑 조들(16)의 개방 및 폐쇄 동작을 위한 클램핑 조 이동 장치를 포함하며, 상기 클램핑 조 이동 장치는 선형 모터(4)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 인발 기계의 경우, 적어도 2개의 인발 캐리지들(1)을 구동하기 위한 구동 유닛을 포함하며, 인발 캐리지들(1)은 클램핑 조 이동 장치를 위한 선형 모터(4)를 포함한다.

Description

인발 기계용 인발 캐리지 및 인발 기계

본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 인발 기계(drawing machine)의 인발 캐리지(drawing carriage) 및 제 5 항의 전제부에 따른 인발 기계에 관한 것이다.

인발 기계들(drawing machines)은 인발 도구(drawing tool)을 통해 로드들(rods) 또는 파이프들과 같은 세장된(elongate) 금속 물체들을 인발하는 데에 사용된다. 인발 도구를 사용하여 금속 물체들에 원하는 주변 형상이 부여된다.

인발 캐리지(drawing carriage) 및 상기 언급된 종류의 인발 기계는 DE 932 786 B로부터 공지되어 있다. 복수의 인발 캐리지들은 인발 기계의 연속 체인 상에서 원으로 움직이며, 인발 캐리지들은 클램핑 조들(clamping jaws)에 의해 인발될 재료를 교대로 파지하고 재료를 인발 경로를 따라 인발 도구를 통해 당긴다. 일 실시예에서, 클램핑 조들은, 클램핑 조들과 상호작용하는 레버들이 인발 벤치에 배치된 스톱들을 통해 자동으로 작동되도록, 완전히 기계적인 방식으로 폐쇄 및 개방된다. 인발 경로 아래의 리턴 경로로부터 인발 경로 내로 오락 가락하는 인발 캐리지는 그들 사이에 인발될 재료를 잡는 개방된 클램핑 조들을 갖는다. 제 1 스톱은 폐쇄되는 레버와 함께 작동하여 클램핑 조들이 폐쇄되도록 한다. 인발 경로의 끝에서 제 2 스톱은 클램핑 조들을 개방시켜 인발 캐리지들이 뒤로 유도될 수 있다. 다른 버전에서는 2개의 솔레노이드들이 사용되며, 그 중 하나는 폐쇄 동작을 담당하고 다른 하나는 개방 동작을 담당한다. 솔레노이드들은 각각 슬라이딩 접촉부들(sliding contacts)을 통해 전원이 공급되는 조인트 로드들을 통해 스트로크식 방식으로 개폐 레버들을 작동시킨다.

DE 101 22 657 A1은 처음에 언급된 종류의 인발 캐리지를 포함하는 인발 기계용 인발 유닛을 개시한다. 종래 기술에 따른 인발 기계는, 복수의 인발 캐리지들이 존재하고, 핸드-투-핸드(hand-to-hand) 작업에서 인발된 재료를 인발한다는 점에서, 연속적으로 작동할 수 있다. 예를 들어 2개의 인발 캐리지들의 주기적 이동은, 제 1 인발 캐리지가 인발될 재료를 파지하고 인발하며, 제 2 인발 캐리지는 인발될 재료를 파지하기 위해 초기 위치로 되돌아가는 방식으로 조정된다. 제 2 인발 캐리지가 인발 공정을 시작할 때, 제 1 인발 캐리지는 이미 인발될 재료로부터 결합해제되고, 인발될 재료를 다시 파지하고 인발하기 위해 그의 초기 위치로 차례로 되돌아간다. 인발 방향과 평행한 인발 캐리지들의 이동은, 예를 들어, 드럼의 표면 상의 곡선 경로 상에 또는 선형 모터들(DE 37 29 892 A1 참조)를 통해 다니는 리지들(ridges)을 갖는 회전 드럼에 의해 제공될 수 있다.

공지된 인발 캐리지들은 인발될 재료를 잡는 클램핑 조들을 갖는다. 클램핑 조들은 쐐기형 가이드들에 직접 또는 간접적으로 배치되어, 인발 과정동안 자체-잠금(self-locking) 클램핑 작업이 발생한다. 클램프들을 개폐하는 방식은 명시적으로 개시되지 않았다. 그러나 공압식 또는 유압식 클램핑이 일반적으로 제공된다. 이러한 유압 또는 공압 시스템들은 순전히 기계적 시스템들보다 신뢰성이 높으며 매우 신속하게 반응하지만, 이상적 폐쇄 및 개방 시간을 위해 매우 정확하게 설정되어야 한다는 단점이 있다.

본 발명의 목적은, 초기에 언급된 종류의 인발 캐리지 및 인발 기계를 이용가능하게 하는 것으로, 종래 기술과 비교하여 클램핑 조들의 개폐 동작들을 위한 대안적인 클램핑 조 이동 장치를 구비한다.

이러한 목적은 제 1 항의 특징부들로 초기에 언급된 종류의 인발 캐리지 및 제 5 항의 특징부로 초기에 언급된 종류의 인발 기계에 의해 달성된다.

클램핑 조들의 개폐 동작을 위한 선형 모터(linear motor)는 공압식 또는 유압식 방법과 비교하여, 또는 종래 기술에 따라 2개의 솔레노이드들을 사용하는 것과 비교할 때 비용이 더 적게 든다. 이는, 따라서 기계적 부품들없이 가능하므로, 유지보수 비용을 줄일 수 있다. 클램핑 조들의 기계적 설정이 필요없다. 또한 선형 모터에 의해 클램핑 조들이 보다 정확하게 위치될 수 있으며 시스템의 응답 시간이 더 짧다. 또한, 시스템 상에서 온도의 영향은 감소되거나, 완전히 무시될 수 있다. 대안으로서 회전 구동기를 갖는 전기 모터와 비교할 때, 상당한 이점은 이에 요구되는 기어 메커니즘들에 의해 회전 운동을 병진 운동으로 변환시키는 것이 요구되지 않는다는 사실에 있다.

특히 핸드-투-핸드 작업과 교대로의 전선들의 제조를 위해, 적어도 2개의 인발 캐리지들이 인발될 재료, 예를 들어 바-형상 재료를 잡는 인발 기계의 경우, 클램핑 조 움직임의 적절한 조정이 중요하다. 클램핑 조들의 병진 운동과 클램핑 조둘의 폐쇄 및/또는 개방 운동은, 특히 클램핑 조들이 너무 늦게 폐쇄되기 때문에, 또는 클램핑 조들이 너무 빨리 폐쇄되기 때문에 인발 캐리지 내에서의 인발될 재료의 손실(slippage)을 피하기 위해 정확하게 조정되어야 한다. 이러한 조정 또는 동기화는, 예를 들어 인발 캐리지에 대한 구동 수단을 모니터링함으로써, 인발 캐리지의 위치를 결정함으로써 달성된다.

따라서, 적어도 하나의 인발 캐리지가 예를 들어 구동 샤프트와 같은 회전 구동 유닛의 만곡된 리지들로 이루어진 구동 캠들 위로 구동될 수 있다. 인발 캐리지를 위해 제공된 만곡된 리지들이 이러한 인발 캐리지에 의해 파지됨으로써 인발 캐리지가 병진 왕복 운동을 하게 된다. 구동 유닛은 구동 유닛의 주어진 회전 위치에서의 인발 캐리지의 위치가 명확하게 되도록 구성될 수 있다. 따라서, 선형 모터가 인발 캐리지의 클램핑 조들을 구동 유닛의 회전 위치로부터 개방 또는 폐쇄되도록 이동시키는 순간을 결정할 수 있으며, 구동 유닛의 회전 위치는 회전 위치 엔코더에 의해 결정될 수 있다. 인발 캐리지의 위치는 물론, 예를 들어 시각 또는 전기 센서에 의해 대안적으로 직접 모니터링될 수 있다.

종속 항들은 다른 유리한 실시예들을 제시한다.

인발 기계의 예시적인 실시예뿐만 아니라 인발 캐리지의 유리한 변형예는 도면들을 사용하여 예로서 이하에서 설명된다:
도 1은 선형 모터를 갖는 인발 캐리지의 측면도이다;
도 2는 도 1에 따른 인발 캐리지의 평면도이다;
도 3은 선형 모터의 부착없는, 도 1에 따른 인발 캐리지의 하부를 도시한다;
도 4는 개방 상태의 인발 캐리지의 클램핑 메커니즘을 도시한다;
도 5는 개방 상태에 있는 클램핑 조들의 전방 측면도이다;
도 6은 폐쇄 상태의 도 4에 따른 클램핑 조들의 평면도이다;
도 7은 폐쇄 상태의 클램핑 조들의 측면도이다,도 8은 인발 기계의 평면도이다.

도 1은 인발 기계(drawing machine)(도시되지 않음)용 인발 캐리지(drawing carriage)(1)의 측면도이다. 길이방향 축(26)(도 8 참조)에 평행한 인발 캐리지(1)의 병진 추진력을 달성하기 위해, 인발 캐리지(1)는 구동 리지(drive ridge)(도 1에 도시되지 않음)를 파지하며, 상기 구동 리지는 길이방향 축(26)을 중심으로 회전하며, 구동 캠(drive cam)을 형성한다. 도 8은 구동 샤프트(28) 상에 위치된 구동 리지들(29, 30)의 윤곽들을 도시한다. 이러한 도면에서 실제로 가시적이지 않은 구동 리지들(29, 30)의 부분들은 또한 보다 나은 시각화를 위해 표현된다. 구동 리지 롤러들(2)은 구동 리지(30)와 인발 캐리지(1) 간의 상대 운동동안 낮은 저항을 제공한다. 인발 캐리지는 병진 운동 목적들을 위해 인발 기계(도 8 참조) 상에서 안내되며, 이러한 목적들을 위해 병진 운동 롤러들(31)(도 2 및 도 3 참조)이 제공된다.

선형 모터(4)는 도 2의 평면도에 도시된 인발 캐리지(1)의 상부(3) 상에 배치되며, 상기 모터는 영구 자석들을 가지며 상부(3)에 고정된 고정자부(stator part)(5)(여기서는 상세히 나타나지 않음)를 포함한다. 선형 모터(4)의 가동부(mover part)로서 작용하는 슬라이딩 캐리지(sliding carriage)(6)는 하측 슬라이딩 캐리지부(lower sliding carriage part)(7) 내에 와이어 권선들(여기서는 상세히 나타내지 않음)을 포함하고, 상기 권선들은 원하는 선형 운동을 생성하기 위해 전기 공급부(8)(도 2 참조)를 통해 전기를 공급받는다. 슬라이딩 캐리지(6)는 브리지(10)가 부착된 동력전달 로드(transmission rod)(9)를 구비한다. 슬라이딩 캐리지(6)와 브리지(10)는 슬라이딩 슬리브들(11)을 통해 가이드 로드들(12)(도 2에만 도시됨) 상에서 슬라이딩되어, 양방향 화살표의 방향으로의 선형 운동들만이 가능하고 측면 편향들이 방지된다. 가이드 로드들(12)은 로드 홀더들(22)에 부착된다.

도 1은 선형 모터(4) 아래의 클램핑 조 홀더(clamping jaw holder)(13)를 도시하는데, 상기 클램핑 조 홀더(13)에 브리지(10)의 맞물림 로드(engagement rod)(14)가 연동 방식으로 맞물려, 슬라이딩 캐리지(6)와 함께 클램핑 조 홀더(13)는 양방향 화살표의 방향으로 원하는 선형 이동을 수행한다. 도 3의 설명에서 설명하는 바와 같이, 각각의 클램핑 조 홀더(13)에 하나씩 2개의 맞물림 로드들(14)이 있다. 이러한 동력전달 로드(9)에 대해 동력전달 로드(9)의 길이방향으로 클램핑 조 홀더들(13)을 정렬할 수 있도록, 맞물림 로드들(14)이 동력전달 로드(9) 상의 그들의 위치에 설정될 수 있는 선택적인 조정 너트들(21)이 제공될 수 있다. 맞물림 로드(14)의 위치가 선형 모터(4)에 의해서도 보정될 수 있기 때문에, 이러한 정렬 옵션들없이 가능한 것이 원칙적이다.

유사하게, 도 1 및 도 2의, 브리지(10)의 우측 및 좌측 상의 선택적인 디스크 스프링 스택들(disk spring stacks)(21)은 동력전달 로드(9)의 영역 내에서의 클램핑 조들(13)의 개폐동안 움직임들을 완화한다. 명료함을 위해, 도 1은 참조 번호를 갖는 디스크 스프링 스택을 표시하며, 좌측 디스크 스프링 스택(21)만이 그 안에 표시되어 있다.

도 3은 각각 클램핑 조 홀더(13)에 의해 유지되는 2개의 클램핑 조들(16)을 갖는 인발 캐리지(1)의 하부(15)를 도시한다. 클램핑 조 홀더들(13)은 맞물림 로드들(14) 각각이 안에 맞물리도록 각각의 맞물림 슬롯들(17)을 갖는다. 클램핑 조 홀더들(13)은 인발 캐리지의 하부(15)의 쐐기형 가이드(19) 상에 볼 베어링들(18)에 의해 장착된다. 클램핑 조 홀더들(13)은 좌측(도 3에서)으로 이동할 때 클램핑 조 홀더들(13)이 그들에 대해 직각으로 개방 운동을 실행하도록 더욱 가이드된다. 우측으로 이동하면(도 3에서), 쐐기형 가이드(19)는 클램핑 조 홀더들(13)의 폐쇄 운동을 제공한다.

도 4는 개방 상태의 볼 베어링(18)과 함께 클램핑 조 홀더들(13) 및 클램핑 조들(16)을 도시한다. 도 5는 클램핑 조 홀더들(13) 및 클램핑 조들(16)의 측면도이다.

도 6 및 도 7은 각각 도 4 및 도 5에 따른 구조체들의 평면도 및 측면도이지만, 이들은 클램핑 조들(16)의 폐쇄 상태이다.

인발 캐리지(1)가 그의 개방 상태의 클램핑 조들(16)을 가질 때, 클램핑 조들(16)은 인발 캐리지(1)를 통과한 인발될 재료(여기서는 도시되지 않음)로부터 분리되거나, 클램핑 조들(16) 내에 인발될 재료가 없다. 인발될 재료는 인발될 재료를 위한 주입구(20)을 통해 인발 캐리지(1) 내로 도입될 수 있다. 선택적인 피드-인 집게들(feed-in pincers)(24)은 이를 위해 사용될 수 있으며, 이는 예를 들어 피드-인 선형 모터(상세하게는 도시되지 않음)를 통해 인발 캐리지(1)의 하부(15)로 상대적으로 이동될 수 있고, 클램핑 조들(16)에 의해 파지될 때까지 운반되어야 한다. 인발 캐리지(1)가 맞물림 위치에 있을 때, 클램핑 조 홀더들(13)이 인발될 재료를 위한 주입구(20)의 방향으로, 즉 도 1 내지 도 4, 및 도 6의 우측으로 변위됨에 따라 선형 모터(4)의 이동에 의해 폐쇄 상태에 도달한다. 그 후, 전체 인발 캐리지(1)가 인발 방향으로 이동되고, 인발될 재료, 예를 들어 로드 또는 파이프가 이어서 인발될 때, 클램핑의 자기-잠금(self-locking)은 쐐기형 가이드(19)에 의해 달성된다.

도 8은 2개의 인발 캐리지들(1a, 1b)을 갖는 인발 기계의 평면도이다. 전방 인발 캐리지(1a)는 인발될 재료(여기서는 도시되지 않음)에 대한 인발 집게들(24)(도 1 참조)를 도시하며, 후방 인발 캐리지는 주입구 콘(inlet cone)(25)을 가지며, 상기 주입구 콘(25)은 인발될 재료의 전방 단부를 전방 인발 캐리지(1a)로부터 후방 인발 캐리지(1b)로의 이송을 용이하게 한다. 인발 캐리지들(1a, 1b)을 길이방향 축(26)과 평행하게 구동하기 위해, 구동 샤프트(28)은 모터(27), 예를 들어 전기 모터 및 기어 수단(여기서는 도시되지 않음)에 의해 회전된다. 인발 캐리지들(1a, 1b) 중 하나에 의해 각각 파지되고, 구동 리지 롤러들(2)(도 1에만 도시됨)이 그로부터 이격되어 롤링되는 2개의 구동 리지들(29, 30)은 구동 샤프트(28) 상에 토크-방지(torque-proof) 방식으로 배치된다. 인발 캐리지들(1a, 1b)은, 인발 캐리지들(1a, 1b)가 병진 운동 롤러들(31)(도 2 및 도 3 참조)을 통해 가이드되는 가이드들(32, 33)에 의해, 원하는 병진 운동을 수행하도록 강제된다.

전선 제조 작업을 위해, 인발 기계의 전방 단부에서 (도 8의 우측으로), 일반적으로 뾰족한 인발될 재료(여기서는 도시되지 않음)는 인발 다이(도시되지 않음)를 통과한 후, 전방 인발 캐리지(1a)의 피드-인 집게들(24)에 공급된다. 정렬 모터들(alignment motors)(34 및 35)은 인발 다이의 올바른 정렬을 위해 제공될 수 있다. 이어서 구동 샤프트(28)가 회전되며, 이로써 인발 캐리지들(1a, 1b)는 전후로 이동되게 된다. 그 다음, 전방 인발 캐리지(1a)는 먼저 도 8에서의 우측으로부터 좌측으로 이동한다. 구동 캠이 전방 인발 캐리지(1a)를 다시 우측으로 이동시키기 전에, 피드-인 집게들(24)이 개방되고, 전방 인발 캐리지(1a)가 다시 우측으로 이동하고, 클램핑 조들(16)(도 3 및 도 4 참조)이 개방되어, 전방 인발 캐리지(1a)는 그의 클램핑 조들(16)로 인발될 재료를 또한 파지할 수 있다. 또한, 피드-인 집게들(24)은 예를 들어 클램핑 조들(16)이 인발될 재료를 파지할 수 있을 때까지 또 다른 선형 모터(여기서는 도시되지 않음)에 의해 클램핑 조들에 대해 변위될 수 있다.

클램핑 조들 사이에서 인발될 재료를 운반하는 전방 인발 캐리지(1a)가 다시 좌측 위치에 도달하면, 인발될 재료는 제 2 인발 캐리지(1b)로 넘겨지고, 제 2 인발 캐리지(1b)는 인발 캐리지(1a)의 반대 방향으로 병진 운동을 실행한다. 따라서, 전방 인발 캐리지(1a)는 인발될 재료의 이송을 위한 최후방 위치에 있고, 후방 인발 캐리지(1b)는 그의 최전방 위치를 취한다. 따라서, 폐쇄된 클램핑 조들(16)을 갖는, 2개의 인발 캐리지들(1a, 1b) 중 하나는 항상 도 8의 좌측으로 인발될 재료를 당기고, 개방된 클램핑 조들(16)을 갖는 다른 인발 캐리지(1a 또는 1b)는 그의 전방 위치로 되돌아간다.

1: 인발 캐리지
2: 구동 리지 롤러
3: 인발 캐리지의 상부
4: 선형 모터
5: 고정자부
6: 슬라이딩 캐리지
7: 하측 슬라이딩 캐리지부
8: 전기 공급부
9: 동력전달 로드
10: 브리지
11: 슬라이딩 슬리브
12: 가이드 로드
13: 클램핑 조 홀더
14: 맞물림 로드
15: 인발 캐리지의 하부
16: 클램핑 조
17: 맞물림 슬롯
18: 볼 베어링
19: 쐐기형 가이드
20: 인발될 재료를 위한 주입구
21: 조정 너트
22: 로드 홀더
23: 디스크 스프링 스택
24: 피드-인 집게
25: 주입구 콘
26: 길이방향 축
27: 모터
28: 구동 샤프트
29, 30: 구동 리지
31: 병진 운동 롤러
32, 33: 가이드
34, 35: 정렬 모터

Claims (8)

1. 인발 기계(drawing machine)용 인발 캐리지(drawing carriage)로서,
   2개의 클램핑 조들(16) 및 상기 클램핑 조들(16)의 개방 및 폐쇄 동작을 위한 클램핑 조 이동 장치를 포함하는, 인발 캐리지에 있어서,
   상기 클램핑 조 이동 장치는 선형 모터(linear motor)(4)를 포함하고,
   상기 선형 모터(4)는 상기 인발 캐리지(1)에 고정된 고정자부(stator part)(5), 및 상기 인발 캐리지(1)에 배열되고 고정자부(5)에 대하여 선형으로 이동가능한 가동부(mover part)(6)를 구비하며, 상기 가동부(6)는 적어도 하나의 클램핑 조(16) 또는 클램핑 조 홀더(13)에 직접적 또는 간접적으로 맞물리고,
   상기 가동부(6)는 일직선의 가이드 로드(12)들 상에서 슬라이딩함으로써 상기 인발 캐리지의 길이방향으로만 선형 운동할 수 있고,
   상기 가동부(6)는 맞물림 로드(14)를 구비하며, 상기 맞물림 로드(14)는 상기 클램핑 조(16) 또는 클램핑 조 홀더(13)에 맞물려서 상기 선형 모터(4)의 가동부(6)의 길이방향 운동이 상기 클램핑 조(16)에 전달되는 것을 특징으로 하는, 인발 캐리지.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 클램핑 조 이동 장치는 상기 인발 캐리지(1)의 길이방향 축(26)에 평행한 병진 운동을 통해 상기 클램핑 조들(16)을 변위시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 인발 캐리지.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 클램핑 조들(16)의 방향으로 인발될 재료를 공급하기 위한 피드-인 장치(feed-in device)(24)를 포함하며,
   상기 피드-인 장치(24)는 피드-인 이동(feed-in motion)을 위한 피드-인 선형 모터를 갖는 것을 특징으로 하는, 인발 캐리지.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 피드-인 장치(24)는 피드-인 집게들(feed-in pincers)인 것을 특징으로 하는, 인발 캐리지.
5. 적어도 2개의 인발 캐리지들(1)을 구동하기 위한 구동 유닛을 포함하는 인발 기계로서,
   상기 인발 캐리지들(1) 중 적어도 하나는 제 1 항 또는 제 2 항에 따라 형성되는 것을 특징으로 하는, 인발 기계.
6. 적어도 2개의 인발 캐리지들(1)을 구동하기 위한 구동 유닛을 포함하는 인발 기계로서,
   상기 인발 캐리지들(1) 중 적어도 하나는 제 3 항에 따라 형성되는 것을 특징으로 하는, 인발 기계.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 구동 유닛은 적어도 하나의 구동 캠(drive cam)을 가지며, 상기 구동 캠은 작동 중에 길이방향 축을 중심으로 회전하고 상기 인발 캐리지들(1) 중 하나를 상기 길이방향 축(26)에 평행하게 병진 운동으로 구동시키는 것을 특징으로 하는, 인발 기계.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 구동 유닛은 적어도 하나의 구동 캠(drive cam)을 가지며, 상기 구동 캠은 작동 중에 길이방향 축을 중심으로 회전하고 상기 인발 캐리지들(1) 중 하나를 상기 길이방향 축(26)에 평행하게 병진 운동으로 구동시키는 것을 특징으로 하는, 인발 기계.

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