KR102520707B1 - 압출기용 가변곡률 성형장치 - Google Patents

Abstract

압출재를 가변곡률 성형하는 압출기용 가변곡률 성형장치에 있어서, 압출 금형과 이격하여 설치되며, 압출재를 Z축 방향의 압력으로 곡률 형상을 가공하는 1차 가변곡률 성형장치; 상기 1차 가변곡률 성형장치와 이격하여 설치되며, 상기 압출재를 X축 방향의 압력으로 곡률 형상을 가공하는 2차 가변곡률 성형장치;를 포함하는 압출기용 가변곡률 성형장치에 관한 것이다.

Description

압출기용 가변곡률 성형장치{Variable curvature molding machine for extruder}

본 발명은 압출기용 가변곡률 성형장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 압출 공정을 마친 압출재에 압력을 가하여 곡률 형상을 가공하는 동시에 외곽 크기를 조절하는 압출기용 가변곡률 성형장치에 관한 것이다.

일반적으로, 압출 성형은 압출용 소재를 압출기에 공급하고 압력을 가하여 금형에서 압출구로 밀어냄으로써, 단면적을 소재보다도 작고 일정한 긴 제품으로 만드는 금속 가공방법의 하나이다.

압출 성형을 통해 제조된 제품의 경우, 일정한 단면 형상을 갖고 길게 직선으로 형성되기 때문에 자동차용 도어프레임과 같이 굴곡이 있는 제품 등 다양한 입체적 형상의 곡률 제품을 생산하기 위해서는 추가적으로 곡률을 부여하는 공정을 거치게 된다.

따라서, 압출공정을 통해 생산된 압출품은 자동차 부품의 다양한 형태를 가지기 위해 스트레치 밴딩, 금형을 이용한 밴딩과 같은 밴딩 공정을 거치게 되는데, 밴딩 공정에 사용된 장비는 고정된 곡률을 가져 다양한 곡률 제품을 생산하는 데 어려움이 있고, 고가의 설비를 사용함으로써 제품의 제조 원가를 상승시키는 어려움이 존재하므로, 간단한 구조로도 다양한 곡률의 제품 성형이 가능한 곡률 성형장치의 필요성이 증가하였다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래에 특허등록된 특허문헌 1(등록 제10-0820037호)“압출기용 가변곡률 부여장치”는 압출기의 금형부를 통하여 나오는 압출재를 가이드프레임 내부에 결합되는 다수의 지그 및 두 곡률부여롤러 사이로 통과시킨 후 압출재를 진행시키면서 압출재에 필요로 하는 곡률을 부여하는 것을 특징으로 한다. 상기 특허문헌 1은 곡률을 부여하는 한 쌍의 곡률부여롤러가 바형 압출재의 진행 방향에 직각을 이루는 양방향을 따라 왕복 이동 가능한 동시에 롤러의 회전비를 변화시킬 수 있어 곡률 변화가 가능하고, 보수 및 정비가 손쉬운 장점이 있지만, 2차원적인 곡률성형에 그치고, 압출재의 외경의 크기조절이 불가능하여 부품제조공정에서 요구하는 좀 더 자유로운 곡률을 가진 제품 생산은 힘들다는 단점이 있다.

이러한 문제점들을 보완하고 다양한 입체적 형상의 제품 성형의 필요성에 부응하기 위하여 3차원적인 곡률 변화가 가능하고, 압출재의 외경의 크기조절이 가능한 압출기용 가변곡률 성형장치 개발에 대한 필요성이 대두된다.

한국등록특허 제10-0820037호 (2008년04월01일 등록)

본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 압출 금형 외부에 각각 1차 가변곡률 성형장치와 2차 가변곡률 성형장치를 이격 배치하여, 각각 Z축 방향, X축 방향의 압력을 가해 3차원의 곡률을 형성하고, 원하는 곡률을 설정하여 성형할 수 있는 압출기용 가변곡률 성형장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 1차 가변곡률 성형장치와 2차 가변곡률 성형장치에 각각 복수개의 연동척을 구비하여, 통과하는 압출재를 가압하면서 외경의 크기를 효과적으로 조절하는 압출기용 가변곡률 성형장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 효과를 실현하기 위한 본 발명의 특징적인 구성은 다음과 같다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 압출재를 가변곡률 성형하는 압출기용 가변곡률 성형장치에 있어서, 압출 금형과 이격하여 설치되며, 상기 압출재를 Z축 방향의 압력으로 곡률 형상을 가공하는 1차 가변곡률 성형장치; 상기 1차 가변곡률 성형장치와 이격하여 설치되며, 상기 압출재를 X축 방향의 압력으로 곡률 형상을 가공하는 2차 가변곡률 성형장치;를 포함하는 압출기용 가변곡률 성형장치가 개시된다.

일례로서, 상기 1차 가변곡률 성형장치는, 중공 구조를 가지며, 1차로 상기 압출재를 통과시키는 제1 프레임; 상기 제1 프레임 내부에 구비되며, 상기 제1 프레임을 통과하는 압출재를 가압하는 복수개의 연동척; 상기 제1 프레임이 일면에 결합되고, Z축 방향으로 이동하는 제1 본체; 상기 제1 본체와 결합되어 구비되며, 상기 제1 본체를 Z축 방향으로 이동시켜 상기 압출재의 곡률 조절을 가능하게 하는 제1 이동 레일;을 포함하는 압출기용 가변곡률 성형장치가 개시된다.

일례로서, 상기 2차 가변곡률 성형장치는, 중공 구조를 가지며, 2차로 상기 압출재를 통과시키는 제2 프레임; 상기 제2 프레임 내부에 구비되며, 상기 제2 프레임을 통과하는 압출재를 가압하는 복수개의 연동척; 상기 제2 프레임이 일면에 결합되고, X축 방향으로 이동하는 제2 본체; 상기 제2 본체와 결합되어 구비되며, 상기 제2 본체를 X축 방향으로 이동시켜 상기 압출재의 곡률 조절을 가능하게 하는 제2 이동 레일;을 포함하는 압출기용 가변곡률 성형장치가 개시된다.

일례로서, 상기 제1 본체는, 상기 제1 본체 측면의 세로길이를 따라 내측으로 구비되며, 상기 제1 이동 레일에 안착하여 Z축 방향으로 상기 제1 본체를 이동할 수 있도록 하는 제1 이입부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출기용 가변곡률 성형장치가 개시된다.

일례로서, 상기 제1 이동 레일은, 상기 제1 이동 레일 측면의 세로길이를 따라 일직선으로 돌출된 형태로, 상기 제1 본체의 제1 이입부와 대응되어 상기 제1 본체를 Z축 방향으로 이동하도록 하는 제1 돌출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출기용 가변곡률 성형장치가 개시된다.

일례로서, 상기 복수개의 연동척은, 상기 제1 및 제2 프레임을 통과하는 압출재를 가압하는 복수개의 연동롤러; 상기 제1 및 제2 프레임 내부면에 수직으로 일정간격 이격하여 설치되며, 말단부에 상기 연동롤러가 결합되는 연동롤러 지지대;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출기용 가변곡률 성형장치가 개시된다.

일례로서, 상기 제2 본체는, 상기 제2 본체 하단면의 가로길이를 따라 내측으로 구비되며, 상기 제2 이동 레일에 안착하여 X축 방향으로 상기 제 2 본체를 이동할 수 있도록 하는 제2 이입부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출기용 가변곡률 성형장치가 개시된다.

일례로서, 상기 제2 이동 레일은, 상기 제2 이동 레일 상면의 가로길이를 따라 일직선으로 돌출된 형태로, 상기 제2 본체의 제2 이입부와 대응되어 상기 제2 본체를 X축 방향으로 이동하도록 하는 제2 돌출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출기용 가변곡률 성형장치가 개시된다.

일례로서, 상기 연동롤러 지지대는, 길이조절이 가능한 구조로, 상기 프레임을 통과하는 압출재의 외경을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 압출기용 가변곡률 성형장치가 개시된다.

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명은 압출 금형 외부에 각각 1차 가변곡률 성형장치와 2차 가변곡률 성형장치를 이격 배치하여, 각각 Z축 방향, X축 방향의 압력을 가해 3차원의 곡률을 형성하고, 원하는 곡률을 설정하여 성형할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 1차 가변곡률 성형장치와 2차 가변곡률 성형장치에 각각 복수개의 연동척을 구비하여, 통과하는 압출재를 가압하면서 외경의 크기를 조절하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압출기용 가변곡률 성형장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압출기용 가변곡률 성형장치를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 연동척이 구비된 제1 프레임을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연동척을 나타낸 사시도이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상. 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다.

또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 압출재(20)를 가변곡률 성형하는 압출기용 가변곡률 성형장치에 있어서, 압출 금형과 이격하여 설치되며, 압출재(20)를 Z축 방향의 압력으로 곡률 형상을 가공하는 1차 가변곡률 성형장치(100), 1차 가변곡률 성형장치(100)와 이격하여 설치되며, 압출재(20)를 X축 방향의 압력으로 곡률 형상을 가공하는 2차 가변곡률 성형장치(200)를 포함하는 압출기용 가변곡률 성형장치에 관한 것이다.

그리고 압출금형(10), 1차 가변곡률 성형장치(100) 및 2차 가변곡률 성형장치(200) 간의 거리를 서로 좁히거나 멀어지게 할 수 있고, 1차 가변곡률 성형장치(100)와 2차 가변곡률 성형장치(200) 각각 상·하, 좌·우로 위치를 조절함으로써 다양한 곡률을 가진 제품을 생산할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압출기용 가변곡률 성형장치를 나타낸 사시도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압출기용 가변곡률 성형장치를 나타낸 평면도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 연동척(130)이 구비된 제1 프레임(120)을 나타낸 사시도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연동척(130)을 나타낸 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 1차 가변곡률 성형장치(100)는 제1 프레임(120), 복수개의 연동척(130), 제1 본체(110), 제1 이동 레일(140)로 구성된다.

여기서, 제1 프레임(120)은 중공구조인 것을 특징으로 하며, 압출 금형에서 압출된 압출재(20)를 1차로 통과하도록 하는데, 제1 프레임(120) 내부에는 복수개의 연동척(130)이 구비되며, 연동척(130)은 연동 롤러(131), 연동롤러 지지대(132)로 구성된다.

상기 제1 프레임(120)은 제1 본체(110) 일면에 결합되는데, 제1 본체(110)는 제1 본체(110) 측면의 세로길이를 따라 내측으로 구비된 제1 이입부(111)로 제1 이동 레일(140)에 안착하여 Z축 방향으로 이동한다.

이때, 제1 이동 레일(140)은 제1 돌출부(141)가 제1 이동 레일(140) 측면의 세로길이를 따라 일직선으로 구비되어 제1 본체(110)의 제1 이입부(111)와 대응하여 제1 본체(110)를 Z축 방향으로 이동시킨다.

즉, 제1 본체(110)의 제1 이입부(111)와 제1 이동 레일(140)의 제1 돌출부(141)를 서로 대응시켜 연결한 뒤, 원하는 곡률만큼 제1 본체(110)를 상·하로 이동하여 고정시킨 후 압출재(20)를 연동척(130) 내부로 통과시키면, 연성을 가진 압출재(20)는 연동척(130)을 통과하면서 받는 압력에 의하여 곡률이 형성되는 것이다.

상기 연동척(130)은 연동 롤러(131), 연동롤러 지지대(132)로 구성되는데, 연동 롤러(131)는 연동롤러 지지대(132) 말단부에 구비되며, 압출재(20)가 연동척(130)을 통과할 때 연동 롤러(131)가 회전을 하면서 제1 프레임(120)을 통과하는 압출재(20)를 가압하여 곡률을 형성하고, 상기 연동롤러 지지대(132)는 제1 프레임(120) 내부면에 수직으로 일정간격 이격하여 설치되며, 길이조절이 가능하여 프레임을 통과시키는 압출재(20)의 외경을 조절할 수 있다.

일반적으로는 연동척(130) 내의 복수개의 연동 롤러(131)가 만드는 압출재(20)가 통과하는 내부공간은 압출재(20)의 외경과 같은 크기가 되도록 설정하겠으나, 필요에 따라 연동롤러 지지대(132)의 길이를 조절하여 압출재(20)가 통과하는 내부공간을 조정할 수 있다.

즉, 복수개의 연동롤러 지지대(132)의 길이를 길게 설정하여 압출재(20)가 통과되는 공간을 좁혀 압출재(20)가 통과하면서 압출재(20)의 외경이 작아지도록 성형할 수 있고, 혹은 복수개의 연동롤러 지지대(132)의 길이를 짧게 설정하여 압출재(20)가 통과되는 공간을 넓혀 압출재(20)가 통과하면서 압출재(20)의 외경이 커지도록 성형할 수 있는 것이다.
참고로, 본 발명의 연동롤러 지지대는 일측면에 다수개의 중공홀을 형성하여 핀을 관통시키도록 하거나, 유압 실린더로 제작하는 방식으로 길이를 조절할 수 있다.
즉, 프레임의 내부면에 상하좌우 수직으로 결합되며 일측면에 일정간격 이격하여 다수개의 중공홀이 형성된 지지대에, 연동롤러가 말단부에 수직으로 결합되고 지지대와 동일한 위치에 중공홀이 형성되며 지지대보다 외경이 넓은 또 다른 지지대를 포개어 원하는 길이에 맞춰 중공홀에 핀을 관통시킴으로써 고정할 수 있다.
또는 연동롤러 지지대를 유압 실린더로 제작하여 자체적으로 신장 또는 수축을 통해 길이 조절이 가능하도록 할 수 있다.
상기와 같은 길이조절 방식은 종래기술에서 흔히 사용되는 길이 조절 방식이므로 본 발명에 구체적으로 도시하지 않았으며, 이외에 자체적으로 길이를 조절할 수 있으면 어떤 방식이든지 사용될 수 있다.

상기 2차 가변곡률 성형장치(200)는 제2 프레임(220), 복수개의 연동척(130), 제2 본체(210), 제2 이동 레일(240)을 포함하는데, 상기 제2 프레임(220)은 제1 프레임(120)과 동일한 중공구조인 것을 특징으로 하며, 제1 프레임(120)을 통과한 압출재(20)를 2차로 통과시킨다.

마찬가지로, 상기 복수개의 연동척(130)은 제2 프레임(220) 내부에도 구비되어 제2 프레임(220)을 통과하는 압출재(20)를 가압하여 곡률을 형성하고, 복수개의 연동 롤러(131), 연동롤러 지지대(132)를 포함하며, 그 내용은 동일하다.

상기 제2 본체(210)는 제2 프레임(220)이 일면에 결합되며, 제2 본체(210) 하면의 가로길이를 따라 내측으로 구비된 제2 이입부(211)로 제2 이동레일(240)에 안착하여 X축 방향으로 이동한다.

이때, 제2 이동레일(240)은 제2 돌출부(241)가 제2 이동레일(240) 상면의 가로길이를 따라 일직선으로 구비되어 제2 본체(210)의 제2 이입부(211)와 대응하여 제2 본체(210)를 X축 방향으로 이동시킨다.

즉, 제2 본체(210)의 제2 이입부(211)와 제2 이동레일(240)의 제2 돌출부(241)를 서로 대응시켜 연결한 뒤, 원하는 곡률만큼 제2 본체(210)를 좌·우로 이동하여 고정시킨 후 압출재(20)를 연동척(130) 내부로 통과시키면, 연성을 가진 압출재(20)는 연동척(130)을 통과하면서 받는 압력에 의하여 2차 곡률이 형성되는 것이다.

또한, 원하는 곡률만큼 제2 본체(210)를 밀어서 왼쪽으로 이동시켜 고정시킨 후 압출재(20)를 연동척(130)에 통과시키면, 압출재(20)는 연동척(130)이 위치한 왼쪽 방향으로 압력을 받아 왼쪽 방향으로 구부러진 상태로 성형되게 되고, 이동거리에 따라 곡률이 결정되는 것이다. 반대 방향의 경우도 마찬가지이다.

결과적으로, 압출금형(10)에서 나온 압출재(20)는 먼저 1차 가변곡률 성형장치(100)의 제1 프레임(120) 통과시, 제1 프레임(120) 내부에 구비된 연동척(130)을 통과하면서 제1 본체(110)의 조절된 높이에 따라 위 또는 아래로 구부러짐으로써 1차 곡률이 형성되어 통과한다.

그리고 1차로 변형된 압출재(20)는 2차 가변곡률 성형장치(200)의 제2 프레임(220) 내부에 구비된 연동척(130)을 통과하면서 제2 본체(210)의 조절된 방향에 따라 왼쪽 또는 오른쪽으로 구부러짐으로써 2차 곡률이 형성되므로, 3차원의 곡률을 가지게 된다.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10 : 압출금형
20 : 압출재
100 : 1차 가변곡률 성형장치
110 : 제1 본체
111 : 제1 이입부
120 : 제1 프레임
130 : 연동척
131 : 연동 롤러
132 : 연동 롤러 지지대
140 : 제1 이동 레일
141 : 제1 돌출부
200 : 2차 가변곡률 성형장치
210 : 제2 본체
211 : 제2 이입부
220 : 제2 프레임
240 : 제2 이동 레일
241 : 제2 돌출부

Claims (9)

1. 압출재를 가변곡률 성형하는 압출기용 가변곡률 성형장치에 있어서,
   압출 금형과 이격하여 설치되며, 상기 압출재를 Z축 방향의 압력으로 곡률 형상을 가공하는 1차 가변곡률 성형장치;
   상기 1차 가변곡률 성형장치와 이격하여 설치되며, 상기 압출재를 X축 방향의 압력으로 곡률 형상을 가공하는 2차 가변곡률 성형장치;를 포함하고,
   상기 1차 가변곡률 성형장치는,
   중공 구조를 가지며, 1차로 상기 압출재를 통과시키는 제1 프레임;
   상기 제1 프레임 내부에 구비되며, 상기 제1 프레임을 통과하는 압출재를 가압하는 복수개의 연동척;
   상기 제1 프레임이 일면에 결합되고, Z축 방향으로 이동하는 제1 본체;
   상기 제1 본체와 결합되어 구비되며, 상기 제1 본체를 Z축 방향으로 이동시켜 상기 압출재의 곡률 조절을 가능하게 하는 제1 이동 레일;을 포함하며,
   상기 2차 가변곡률 성형장치는,
   중공 구조를 가지며, 2차로 상기 압출재를 통과시키는 제2 프레임;
   상기 제2 프레임 내부에 구비되며, 상기 제2 프레임을 통과하는 압출재를 가압하는 복수개의 연동척;
   상기 제2 프레임이 일면에 결합되고, X축 방향으로 이동하는 제2 본체;
   상기 제2 본체와 결합되어 구비되며, 상기 제2 본체를 X축 방향으로 이동시켜 상기 압출재의 곡률 조절을 가능하게 하는 제2 이동 레일;을 포함하고,
   상기 복수개의 연동척은,
   상기 제1 및 제2 프레임을 통과하는 압출재를 가압하는 복수개의 연동롤러;
   상기 제1 및 제2 프레임 내부면에 수직으로 일정간격 이격하여 설치되며, 말단부에 상기 연동롤러가 결합되는 연동롤러 지지대;를 포함하며,
   상기 연동롤러 지지대는,
   길이조절이 가능한 구조로, 상기 프레임을 통과하는 압출재의 외경을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 압출기용 가변곡률 성형장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 본체는,
   상기 제1 본체 측면의 세로길이를 따라 내측으로 구비되며, 상기 제1 이동 레일에 안착하여 Z축 방향으로 상기 제1 본체를 이동할 수 있도록 하는 제1 이입부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출기용 가변곡률 성형장치.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 이동 레일은,
   상기 제1 이동 레일 측면의 세로길이를 따라 일직선으로 돌출된 형태로, 상기 제1 본체의 제1 이입부와 대응되어 상기 제1 본체를 Z축 방향으로 이동하도록 하는 제1 돌출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출기용 가변곡률 성형장치.
   
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서,
   상기 제2 본체는,
   상기 제2 본체 하단면의 가로길이를 따라 내측으로 구비되며, 상기 제2 이동 레일에 안착하여 X축 방향으로 상기 제 2 본체를 이동할 수 있도록 하는 제2 이입부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출기용 가변곡률 성형장치.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 제2 이동 레일은,
   상기 제2 이동 레일 상면의 가로길이를 따라 일직선으로 돌출된 형태로, 상기 제2 본체의 제2 이입부와 대응되어 상기 제2 본체를 X축 방향으로 이동하도록 하는 제2 돌출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출기용 가변곡률 성형장치.
   
9. 삭제

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