KR100939572B1 - Device for manufacturing pipe continuously - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 구동원의 회전력에 의하여 축방향으로 회전하는 회전축과, 상기 회전축의 둘레에 환형으로 배치되어 상기 회전축과 함께 연동 비례 회전되면서 상기 회전축의 회전길이(LINE SPEED)와 같은 속도로 이동 가능함에 따라, 외표면 상에 제공되는 파이프 형성용 소재가 감겨지면서 전진하는 형틀, 및 상기 형틀을 둘러싸도록 환형으로 배치되는 프레임, 및 상기 프레임의 원주 방향을 따라 서로 이격되어 고정되고 상기 소재를 제공하는 복수 개의 보빈들을 구비하고, 상기 프레임의 회전 속도 및 회전 방향을 제어하여 상기 소재가 상기 형틀에 감겨지는 방향 또는 감겨지는 각도를 조절하는 구조체를 포함하는 연속식 파이프 제조장치 및 그 파이프를 제공한다.According to the present invention, the rotating shaft rotates in the axial direction by the rotational force of the driving source, and is disposed in an annular shape around the rotating shaft to be moved at the same speed as the rotation length of the rotating shaft while being interlocked proportionally with the rotating shaft. Accordingly, the pipe forming material provided on the outer surface is rolled forward, and the frame is arranged in an annular shape to surround the frame, and a plurality of spaced apart and fixed to each other along the circumferential direction of the frame to provide the material It provides a continuous pipe manufacturing apparatus and a pipe having a bobbin, and comprising a structure for controlling the rotational speed and the rotational direction of the frame to adjust the direction in which the material is wound on the mold or the winding angle.
개시된 연속식 파이프 제조장치 및 그 파이프에 따르면, 형틀의 외주에 회전 가능한 구조체를 배치하고 이 구조체 내의 보빈들로부터 소재를 공급함에 따라, 형틀 상에 감겨지는 소재의 감김 방향 또는 각도를 자유자재로 조절할 수 있는 이점이 있다. 또한, 회전축의 길이방향에 대해 구조체를 여러 개로 배치한 경우, 형성되는 복수 개의 소재 층들 중, 2개 이상이 서로 다른 방향 또는 서로 다른 각도로 다중으로 헤리컬 와인딩을 할 수가 있어, 제조되는 파이프의 길이방향의 인장력 강도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.According to the continuous pipe manufacturing apparatus and the pipes disclosed therein, as the rotatable structure is disposed on the outer circumference of the mold and the material is supplied from the bobbins in the structure, the winding direction or angle of the material wound on the mold can be freely adjusted. There is an advantage to this. In addition, when a plurality of structures are arranged in the longitudinal direction of the axis of rotation, two or more of the plurality of material layers formed can be helically wound in different directions or at different angles, and thus There is an advantage that can improve the tensile strength in the longitudinal direction.
Description
본 발명은 연속식 파이프 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강도가 우수한 파이프 제조를 위한 연속식 파이프 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a continuous pipe manufacturing apparatus, and more particularly to a continuous pipe manufacturing apparatus for producing a high strength pipe.
연속식 파이프의 생산 방법으로는, 스틸밴드 맨드릴 형, 지관 맨드릴 형 등이 있다. 그런데, 상기의 방법으로 형성된 파이프는 길이 방향의 강성이 작은 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여, 장섬유를 일정 길이로 절단하여 파이프에 함께 제조하거나, 일정 길이로 만들어진 직조 형태 등의 소재를 파이프의 길이방향으로 추가하여 보강하는 방법을 사용한다. 전자의 경우, 절단된 장섬유의 길이가 짧기 때문에 보강력의 변화에 한계가 있고, 후자의 경우도 공정이 복잡해지고 역시 보강력의 한계가 있는 단점이 있다.As a production method of a continuous pipe, there are a steel band mandrel type, a branch pipe mandrel type, etc. However, the pipe formed by the above method has a disadvantage in that the longitudinal rigidity is small. In order to compensate for this disadvantage, the long fibers are cut to a certain length together to be manufactured in the pipe, or a method of reinforcing by adding a material such as a woven form made in a certain length in the longitudinal direction of the pipe. In the former case, since the length of the cut long fibers is short, there is a limit in the change in reinforcement force, and in the latter case, there is a disadvantage in that the process is complicated and there is also a limit in reinforcement force.
본 발명은 파이프의 강도를 가변형 형식으로 향상시킬 수 있는 연속식 파이프 제조장치를 제공하는데 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a continuous pipe making apparatus capable of improving the strength of a pipe in a variable form.
본 발명은, 구동원의 회전력에 의하여 축방향으로 회전하는 회전축과, 상기 회전축의 둘레에 환형으로 배치되어 상기 회전축과 함께 연동 비례 회전되면서 상기 회전축의 길이방향에 대해 이동 가능함에 따라, 외표면 상에 제공되는 파이프 형성용 소재가 감겨지면서 전진하는 형틀, 및 상기 형틀을 둘러싸도록 환형으로 배치되는 프레임, 및 상기 프레임의 원주 방향을 따라 서로 이격되어 고정되고 상기 소재를 제공하는 복수 개의 보빈들을 구비하고, 상기 프레임의 회전 속도 및 회전 방향을 제어하여 상기 소재가 상기 형틀에 감겨지는 방향 또는 감겨지는 각도를 조절하는 구조체를 포함하는 연속식 파이프 제조장치 및 그 파이프를 제공한다.The present invention, the rotation axis and the rotation axis which rotates in the axial direction by the rotational force of the drive source is disposed in an annular shape around the rotation axis and move relative to the longitudinal direction of the rotation axis while rotating in conjunction with the rotation axis, on the outer surface, And a plurality of bobbins that are provided with the material for forming the pipe, which is provided while the pipe forming material is rolled forward, and a frame disposed in an annular shape so as to surround the mold, and spaced apart from each other along the circumferential direction of the frame and providing the material. It provides a continuous pipe manufacturing apparatus and the pipe comprising a structure for controlling the rotational speed and the rotational direction of the frame to adjust the direction in which the material is wound on the mold or the winding angle.
여기서, 상기 구조체는, 제조되는 파이프의 단면에 대해 복수 개의 소재 층들 중에 2개 이상이 서로 다른 방향 또는 서로 다른 각도로 다중으로 감겨져서 형성되도록, 상기 회전축의 길이방향을 따라 설정된 간격으로 복수 개가 설치될 수 있다. 또한, 상기 프레임의 회전 방향 또는 회전 속도 조절을 통해, 상기 회전축과 상기 구조체 사이의 상대속도를 이용하여, 상기 소재가 감겨지는 방향 또는 각도의 조절이 가능하다. Here, a plurality of structures are installed at intervals set along the longitudinal direction of the rotating shaft such that two or more of the plurality of material layers are formed by being wound in different directions or at different angles with respect to the cross section of the pipe to be manufactured. Can be. In addition, by adjusting the rotational direction or the rotational speed of the frame, it is possible to adjust the direction or the angle at which the material is wound using the relative speed between the rotational axis and the structure.
또한, 상기 프레임에는, 외주면을 따라 안내홈이 형성될 수 있다. 이때, 상 기 연속식 파이프 제조장치는, 상기 프레임을 회전시키는 구동부를 더 포함할 수 있다. 상기 구동부는, 롤러구동원과, 상기 안내홈의 일측에 삽입되고 상기 롤러구동원의 동작에 따라 상기 프레임과 마찰되어 상기 프레임을 회전시키는 회전롤러, 및 상기 안내홈의 타측에 삽입되고, 상기 회전롤러의 회전시 상기 프레임에 마찰되어 회전하면서 상기 프레임의 회전상태를 지지하는 지지롤러를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 구동부는, 상기 롤러구동원의 정방향 또는 역방향 회전 제어, 상기 롤러구동원의 회전 속도 제어를 수행하는 제어부를 더 포함할 수 있다.In addition, the frame, the guide groove may be formed along the outer peripheral surface. In this case, the continuous pipe manufacturing apparatus may further include a driving unit for rotating the frame. The drive unit is inserted into a roller driving source, one side of the guide groove and the roller is rotated to rotate the frame by friction with the frame according to the operation of the roller driving source, and the other side of the guide groove, It may include a support roller for supporting the rotation state of the frame while rotating by rubbing on the frame during rotation. The driving unit may further include a controller configured to perform forward or reverse rotation control of the roller driving source and control of rotation speed of the roller driving source.
또한, 상기 소재는 유리섬유, 카본섬유 또는 아라미드 섬유를 이용하여 제조될 수 있다.In addition, the material may be prepared using glass fibers, carbon fibers or aramid fibers.
그리고, 본 발명은, 제조되는 파이프의 원주 방향에 대해 장섬유 소재가 감겨진 상태에서 수지 내에 함침되어 경화되어 형성되고, 상기 제조되는 파이프의 단면에 대해 복수 개의 소재 층들을 가지되, 상기 소재 층들 중 2개 이상이 서로 다른 방향 또는 서로 다른 각도로 다중으로 감겨져서 형성된 파이프를 제공한다. 이때, 상기 소재는 유리섬유, 카본섬유 또는 아라미드 섬유를 포함할 수 있다.In addition, the present invention is formed by impregnating and curing in a resin in a state in which a long fiber material is wound about the circumferential direction of the pipe to be manufactured, and having a plurality of material layers for the cross section of the pipe to be manufactured, wherein the material layers Two or more of them provide a pipe formed by winding multiple times in different directions or at different angles. In this case, the material may include glass fiber, carbon fiber or aramid fiber.
본 발명에 따른 연속식 파이프 제조장치에 따르면, 형틀의 외주에 회전 가능한 구조체를 배치하고 이 구조체 내의 보빈들로부터 소재를 공급함에 따라, 형틀 상에 감겨지는 소재의 감김 방향 또는 각도를 자유자재로 조절할 수 있는 이점이 있다. 또한, 회전축의 길이방향에 대해 구조체를 여러 개로 배치한 경우, 형성되는 복수 개의 소재 층들 중, 2개 이상이 서로 다른 방향 또는 서로 다른 각도로 다중으로 헤리컬 와인딩을 할 수가 있어, 제조되는 파이프의 길이방향의 인장력 강도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.According to the continuous pipe manufacturing apparatus according to the present invention, by arranging the rotatable structure on the outer periphery of the mold and supplying the material from the bobbins in the structure, it is free to adjust the winding direction or angle of the material wound on the mold There is an advantage to this. In addition, when a plurality of structures are arranged in the longitudinal direction of the axis of rotation, two or more of the plurality of material layers formed can be helically wound in different directions or at different angles, and thus There is an advantage that can improve the tensile strength in the longitudinal direction.
또한, 상기 소재로서 장섬유가 이용될 수 있으므로, 제조되는 파이프의 인장력, 강도, 보강력 등이 더욱 향상된다.In addition, since the long fiber can be used as the material, the tensile strength, strength, reinforcement and the like of the pipe to be produced is further improved.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연속식 파이프 제조장치의 단면도이다. 도 1을 참조하면, 상기 연속식 파이프 제조장치(100)는 회전축(110), 형틀(120) 및 구조체(230)를 포함한다.1 is a cross-sectional view of a continuous pipe manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the continuous
상기 회전축(110)은 구동원(111)의 회전력에 의하여 축방향으로 회전한다. 상기 구동원(111)은 모터 등의 수단이 이용될 수 있다. 상기 회전축(110)은 상기 구동원(111)에 직접 체결되어 회전될 수도 있으며, 벨트, 체인 등의 회전력 전달수단에 의하여 간접적으로 회전력이 전달되어 회전될 수 있다. 상기 회전축(110)은, 횡단면이 원형 형상을 가지고 종축 방향으로 긴 축 형상을 가진다.The
도 1을 참조하면, 상기 형틀(120)은 상기 회전축(110)의 둘레를 커버하도록 배치되어 상기 회전축(110)과 함께 회전되면서 상기 회전축(110)의 길이방향에 대해 이동 가능함에 따라, 형틀(120)의 외표면 상에 제공되는 파이프 형성용 소재(10)가 이 외표면에 감겨지면서 전진하게 된다. 상기 형틀(120)이 회전축(110)의 길이방향으로 이동하는 속도는 파이프의 생산 속도를 결정하는 요인이 된다. 상기 파이프 형성용 소재(10)로는 유리섬유, 카본섬유 또는 아라미드 섬유 등의 다양한 장섬유, 모르타르 등의 충진재 등이 있다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는 다.Referring to FIG. 1, the
상기 형틀(120)은 스틸밴드 타입과 컬렉트 타입이 적용될 수 있다. 스틸밴드 타입의 경우는 본 출원인에 의한 등록특허 제10-0853823호에 기재된 바 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.The
이하에서는, 상기 형틀(120)이 컬렉트 타입인 경우에 관하여 도 2 내지 도 7을 참조로 하여 상세히 설명한다. 이때, 도 2를 참조하면, 이때, 상기 제조장치(100)는 상기 회전축(110)과 형틀(120)들 이외에도, 상기 형틀(120)을 구동하기 위한 회전수단(130) 및 이동수단(140)을 포함한다. 도 2 내지 도 6의 경우, 컬렉트 타입의 형틀(120)의 구성을 알기 쉽도록, 상기 구조체(230)의 구성은 생략한 도면이다. Hereinafter, a case in which the
도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 형틀(120)들은 상기 회전축(110)의 둘레를 감싸도록 상기 회전축(110)의 원주 방향을 따라 6개가 배치되어 있다. 상기 형틀(120)들은 상기 회전축(110)의 둘레를 감싸도록 상기 회전축(110)의 원주 방향을 따라 배치되어 있다. 상기 형틀(120)들은 상기 종축 방향(X-X 방향)에 대하여 서로 나란하게 배열되고, 상기 종축 방향(X-X 방향)으로 길게 형성되어 있다. 또한, 상기 형틀(120)들은 동일한 길이와 동일한 폭을 가진다. 상기 형틀(120)들은, 상기 종축 방향(X-X 방향)에 대하여 인접하는 형틀(120)들 사이의 상대 전후진 운동이 가능한 정도까지 밀착되어 배열되어 있다. 따라서, 상기 형틀(120)들의 외표면들은 전체적으로 원기둥 구조를 가지는데, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 상기 형틀(120)들의 외표면들은 삼각 기둥, 사각 기둥, 오각 기둥 등의 다각 기둥 형태를 가질 수 있으며, 특히 최종 제품이 대칭구조를 가지기 위하여 정다각형 기둥 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 형틀(120)의 외표면들이 타원 기둥 형태를 가질 수도 있다. 상기 형틀(120)들은 금속 또는 폴리머를 이용하여 제조될 수 있다.2 to 4, the
도 2를 참조하면, 상기 형틀(120)들의 외표면 상에는 파이프 형성용 소재(10)가 제공된다. 상기 파이프 형성용 소재(10)는 상기 외표면에 직접 제공될 수도 있으며, 상기 외표면에 별도의 부재가 배치된 상태에서 상기 별도의 부재에 직접 제공될 수도 있다.Referring to FIG. 2, a
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 회전수단(130)은 리니어 베어링(135)들을 포함한다. 상기 리니어 베어링(135)들은 상기 형틀(120)들의 전후진 운동을 원활하게 함과 동시에 상기 형틀(120)들을 상기 회전축(110)과 일체로 회전시킨다. 상기 리니어 베어링(135)들은 상기 각 형틀(120)과 상기 회전축(110) 사이에 상기 종축 방향(X-X 방향)을 따라 서로 이격되어 배치되어 있다.5 and 6, the rotating means 130 includes
상기 각 형틀(120)의 가이드부((129)에는, 상기 회전축(110)을 대향하는 내표면에 상기 종축 방향(X-X 방향)을 따라 홈(128)이 형성되어 있다. 상기 리니어 베어링(135)은 베어링 하우징(136) 및 볼(137)들을 포함한다. 상기 베어링 하우징(136)은 상기 회전축(110)의 외주면을 둘러싸도록 상기 회전축(110)에 결합되어, 상기 회전축(110)과 함께 회전한다. 상기 볼(137)들은 상기 베어링 하우징(136)에 의하여 지지되고, 상기 각 홈(128) 내에서 상대 회전 및 상대 직선 운동하도록 배치된다. A
상기 이동수단(140)은 상기 형틀(120)들을 상기 종축 방향(X-X 방향)을 따라 전후진 운동시킨다. 즉, 상기 이동수단(140)은 상기 원주 방향 배치 순서를 따라, 상기 형틀(120)들을 상기 종축 방향(X-X 방향)에 대하여 순차적으로 전진 운동시킨다. 그 후, 상기 각 형틀(120)이 상기 종축에 대하여 1회전 회전을 수행하면, 상기 이동수단(140)은 상기 형틀(120)들을 순차적으로 원 위치로 자동 후퇴시킨다.The moving
도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 이동수단(140)은 캠부재(145) 및 캠 플레이트(146)들을 포함한다. 상기 캠부재(145)는 프레임부(150)에 고정되어 있다. 상기 캠부재(145)는 상기 회전축(110)의 전방부가 삽입되는 원형 관 형상의 캠부(147a)를 포함하고, 상기 회전축(110)의 전방부는 상기 캠부재(145)에 상대 회전 가능하도록 삽입되어 있다. 2 to 4, the moving
상기 캠부(147)의 외표면에는 폐곡선 형상의 캠면(148)이 형성되어 있다. 상기 캠면(148)은 제1홈부(148a) 및 제2홈부(148b)를 포함한다. 상기 제1홈부(148a)는 상기 종축 방향(X-X 방향)에 대하여 나선 형태로 상기 캠부(147)의 외주면의 제1위치(P1)에서 제2위치(P2)로 연장되고, 홈 구조로 형성되어 있다. 상기 제2홈부(148b)는 상기 제2위치(P2)로부터 연장되어 상기 제1위치(P1)로 연결되고, 홈 구조로 형성되어 있다.A closed
상기 각 캠 플레이트(146)는 상기 각 형틀(120)의 전방부에 각각 고정되어 있다. 상기 캠 플레이트(146)는 상기 각 형틀(120)이 상기 회전축(110)과 함께 회전할 때 롤러(146a)가 상기 캠면(148)을 따라 이동하면서 상기 각 형틀(120)을 전후진 운동시킨다. 이를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 상기 캠 플레이트(146)의 롤러(146a)가 상기 제1홈부(148a)를 따라 가이드 되면서, 자신이 고정된 상기 형틀(120)을 전진 운동시킨다. 그 후, 상기 캠 플레이트(146)의 롤러(146a)가 상기 제2홈부(148b)를 따라 가이드 되면서, 자신이 고정된 상기 형틀(120)을 원 위치로 후진 운동시킨다. 상기와 같이, 상기 회전축(110)이 1회전하는 동안, 상기 형틀(120)은 상기 회전축(110)과 1회전을 하면서 전진 운동을 한 후, 다시 원 위치로 복귀하는 후진 운동을 한다.Each
도 6을 참조하면, 상기 회전축(110)이 1회전하는 동안, 6개의 형틀(121)(122)(123)(124)(125)(126)들의 상기 종축 방향(X-X 방향) 위치가 개략적으로 도시되어 있다. 이하에서, '형틀(120)'이라는 용어는 6개의 형틀(121)(122)(123)(124)(125)(126)들 중의 하나를 일반적으로 지칭하는 용어로 이용된다.Referring to FIG. 6, while the
제1형틀(121)은 원 위치에 있으며, 제2형틀(122)은 상기 제1형틀(121) 보다 전진되어 있으며, 제3형틀(123)은 상기 제2형틀(122)보다 전진되어 있다. 제5이형틀(125)의 전진 위치가 가장 크며, 제6형틀(126)은 다시 원 위치로 복귀하도록 후진하는 위치에 있다. 즉, 상기 제1형틀(121) 내지 상기 제5형틀(125)의 캠 플레이트(146)들은 상기 제1홈부(148a)에 대응되도록 위치하고, 상기 제6형틀(126)의 캠 플레이트(146)는 상기 제2홈부(148b)에 대응되도록 위치한다. The
도 4에는 상기 형틀(120)들의 단부들이 도시되어 있다. 상기와 같이, 상기 형틀(120)들 사이의 전진 위치의 편차가 발생하기 때문에, 상기 형틀(120)들의 단부들이 원주 방향을 따라 계단식으로 편차가 나는 것을 볼 수 있다.4, the ends of the
도 5를 참조하면, 구름 베어링(160)들이 도시되어 있다. 상기 형틀(120)들의 길이가 길어지면, 상기 형틀(120)들의 처짐 발생 가능성이 높아진다. 상기 리니어 베어링들(135)도 상기 형틀(120)들을 지지할 수 있지만, 상기 리니어 베어링(135)의 가격이 높은 문제점이 있다. 따라서, 상기 리니어 베어링(135)들을 상기 종축 방향(X-X 방향)에 대하여 등 간격으로 배치하고, 상기 리어니 베어링(135)들 사이 또는, 상기 형틀(120)의 최전방 부분 또는 최후방 부분 등에 상기 구름 베어링(160)들이 설치되어 있다.Referring to FIG. 5, rolling
이하에서는, 도 2 내지 도 7에 따른 컬렉트형 형틀(120)을 이용한 연속식 파이프 제조장치(100)의 작동에 대하여 살펴본다. 먼저, 회전축(110)을 구동하는 구동원이 작동되며, 상기 회전축(110)이 회전한다. 상기 회전축(110)의 회전에 의하여 상기 형틀(120)들이 상기 회전축(110)과 일체로 회전하고, 상기 캠 플레이트(146)들이 상기 형틀(120)들을 순차적으로 상기 종축 방향(X-X 방향)으로 전진 시키거나 후진시킨다. 상기 회전축(110)이 1회전하는 동안, 상기 각 형틀(120)는 전진 한 후, 다시 원 위치로 복귀한다. 상기 회전축(110)이 회전하는 동안, 상기 형틀(120)들 상에 상기 파이프 형성용 소재가 제공되어, 상기 파이프 형성용 소재가 상기 형틀(120)들 상에 적층된다. 상기 형틀(120)들 상에 적층된 파이프 형성용 소재는 상기 형틀(120)들에 의하여 상기 종축 방향(X-X 방향)으로 연속적으로 전진한다. 그 후, 상기 파이프 형성용 소재(미도시)는 히터(미도시)에 의하여 가열된 후 경화되고, 그라인딩된 후, 커터(미도시)에 의하여 사용자의 요구에 적합한 길이로 절단되어 관 형상의 제품(미도시)이 생산된다. Hereinafter, the operation of the continuous
상기와 같이, 상기 형틀(120)들의 회전 및 전후진 운동에 의하여, 상기 관 형상의 제품(미도시)이 연속적으로 생산된다. 이상은 상기 형틀(120)이 컬렉트 타입인 경우에 대한 형틀(120)의 작동 방식을 서술하였다.As described above, by the rotation and forward and backward movement of the
한편, 도 1 및 도 8을 참조하면, 상기 구조체(230)는, 프레임(231)과 복수 개의 보빈들(233)을 구비한다. 상기 프레임(231)은 상기 형틀(120)을 둘러싸도록 환형으로 배치된다. 이때, 환형을 갖는 프레임(231)의 내주가 상기 형틀(120)의 외주보다 큰 직경을 갖도록 하여, 프레임(231)의 내주와 형틀(120)의 외주 사이가 서로 이격되도록 한다. Meanwhile, referring to FIGS. 1 and 8, the
상기 보빈들(233)은 상기 프레임(231)의 원주 방향을 따라 서로 이격되어 고정되며, 상기 소재(10)를 제공하는 부분이다. 상기 프레임(231)에서 상기 소재(10)의 제공이 원활하도록 하기 위해, 상기 프레임(231)은 내주면을 형성하지 않고 내주가 완전히 개방된 형태, 또는 프레임(231)이 내주면을 형성하되 상기 내주면 상에 소재(10)가 외부로 배출되록 하는 관통홀을 형성한 형태도 가능하다.The
도 8을 참조하면, 상기 보빈들(233)은 상기 구조체(230)의 원주방향을 따라 복수 개로 배열되어 상기 소재(10)를 다중 방향에서 제공한다. 이에 따르면, 단시간에 많은 양의 소재(10)를 한번에 제공하여, 파이프 두께와 보강력을 증가시킬 수 있고, 파이프의 전체 원주방향에 대해 소재(10)의 밀도가 보다 균일하도록 조절할 수 있다.Referring to FIG. 8, the
상상과 같이, 상기 구조체(230)는, 상기 프레임(231)의 회전 속도 및 회전 방향을 제어하여 상기 보빈들(233)에서 제공되는 소재(10)가 상기 형틀(120)에 감겨지는 방향 또는 감겨지는 각도를 조절함에 따라, 다양한 형태의 단면을 갖는 파 이프를 제조할 수 있고, 그에 따른 파이프의 인장력, 강도를 증가시킬 수 있다.As imagined, the
이를 위해, 도 1을 참조하면, 상기 구조체(230)는, 제조되는 파이프의 단면에 대해 복수 개의 소재 층들 중에 2개 이상의 층이 서로 다른 방향 또는 서로 다른 각도로 다중으로 감겨져서 형성되도록, 상기 회전축(110)의 길이방향을 따라 설정된 간격으로 복수 개가 설치된다. To this end, referring to FIG. 1, the
도 1은 상기 회전축(110)에 대해 3개의 구조체(230)가 설치되어 3개의 소재 층(11,12,13)이 형성되는 예시이다. 제1구조체(230)에 의한 제1층(11)과 제2구조체(230) 의한 제2층(12)은 그 감겨진 방향이 서로 상이하다. 제2구조체(230)에 의한 제2층(12)과 제3구조체(230)에 의한 제3층(13) 또한 그 감겨진 방향이 서로 상이하다. 물론, 각 층(11,12,13)별로, 감김 각도 또한 조절 가능하다.1 illustrates an example in which three
그리고, 상기 소재(10)가 감겨지는 방향은 회전축(110)에 대비한 구조체(230)의 회전방향에 따라 결정되고, 상기 소재(10)가 감겨지는 각도는 회전축(110)에 대비한 구조체(230)의 회전 속도에 따라 결정된다. 물론, 상기 속도 값의 + 또는 - 값은 구조체(230)의 정방향 또는 역방향 회전을 의미하므로, 구조체(230)의 속도에 대한 양 또는 음의 값과, 속도의 크기에 따라 소재(10)의 감김 방향과 각도가 함께 조절될 수 있다.In addition, the direction in which the
즉, 상기 제조장치(100)는, 상기 프레임(231)의 회전 방향 또는 회전 속도 조절을 통해, 상기 회전축(110)의 회전속도와 상기 구조체(230)의 회전속도 사이의 상대속도를 이용하여, 상기 소재(10)가 감겨지는 방향 또는 각도의 조절이 가능하게 된다. 이하에서는, 소재(10)의 감겨지는 방향 또는 각도가 조절되는 원리에 관 하여, 도 8 및 도 9, 그리고 표 1의 예시를 참조로 하여 상세히 설명한다.That is, the
[표 1]TABLE 1
여기서, A 조건에 대하여, 회전축(110)의 회전 방향이 정방향이면, 상기 회전축(110)에 대해 감겨지는 소재(10)는 그 반대 방향인 역방향으로 감기게 되는 것은 공동 사항이다. 또한, 해당 속도값이 양(+)의 값이면 정방향을 나타내고, 음(-)의 값이면 역방향을 나타낸다.Here, with respect to condition A, if the rotation direction of the
경우 A의 경우, 회전축(110)만 일정 속도로 회전되고 구조체(230)는 전혀 회전되지 않는 경우로서, 종래에 구조체(230)를 이용하지 않는 연속식 파이프 장치의 경우와 대응된다. 이러한 종래의 경우, 형틀(120) 상에 소재(10)가 감길 때, 단일 방향으로 단일 각도로만 감겨지게 되어, 감겨지는 단일 방향 또는 각도 이외의 다른 방향 또는 각도 대한 파이프의 인장력, 강도 등이 떨어지는 단점이 있다.In case A, only the
예시 1의 경우, 회전축(110)이 정방향으로 A 속도만큼 회전하는 경우, 소재(10)는 역방향으로 A 속도로 감기게 된다. 그런데, 구조체(230)가 정방향으로 A 속도만큼 회전함에 따라, 회전축(110)과 반대인 역방향으로 A 속도로 감겨지는 소재(10)에 대해, 정방향의 A 속도가 가해져, 소재(10)가 형틀(120) 상에 전혀 감겨 지지 않는 상태가 된다. 이러한 1번의 경우는 본 발명의 원리를 설명하기 위한 예시일 뿐, 실제로 파이프 성형시에는 이용되지 않는다.In the case of Example 1, when the
예시 2의 경우, 회전축(110)이 정방향으로 A 속도로 회전하고, 구조체(230)가 역방향으로 A 속도로 회전하는 경우로서, 회전축(110)과 반대인 역방향으로 A 속도로 감겨지는 소재(10)에 대해, 다시 동일한 역방향으로 A 속도만큼 더 가해진 경우로서 감겨지는 속도가 가속되어, 소재(10)가 총 2A의 속도로 역방향으로 감겨지게 된다.In the case of Example 2, the
예시 3의 경우, 회전축(110)이 정방향으로 A 속도로 회전하고, 구조체(230)는 전혀 회전하지 않는 종래의 경우로서, 소재(10)는 역방향으로 A 속도로 감겨지게 된다.In the case of Example 3, the
예시 4의 경우, 회전축(110)이 정방향으로 A 속도로 회전하고, 구조체(230)는 정방향으로 2A 속도로 회전하는 경우로서, 회전축(110)과 반대인 역방향으로 A 속도로 감겨지는 소재(10)에 대해, 다시 반대의 정방향으로 2A 속도만큼 더 가해진 경우로서, 소재(10)가 총 A의 속도로 정방향으로 감겨지게 된다.In the case of Example 4, the
예시 5의 경우, 회전축(110)이 정방향으로 A 속도로 회전하고, 구조체(230)는 역방향으로 2A 속도로 회전하는 경우로서, 회전축(110)과 반대인 역방향으로 A 속도로 감겨지는 소재(10)에 대해, 다시 동일한 역방향으로 2A 속도만큼 더 가해진 경우로서 감겨지는 속도가 가속되어, 소재(10)가 총 3A의 속도로 역방향으로 감겨지게 된다.In the case of Example 5, the
나머지 예시 6과 7의 경우 또한, 앞서 상술한 예시를 바탕으로 유추 가능한 부분이므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다. In the case of the remaining examples 6 and 7, and also can be inferred based on the above-described example, detailed description thereof will be omitted.
여기서, 소재(10)가 감겨지는 방향와는 무관하게, 상기 소재(10)가 감겨지는 속도가 증가할수록, 동일시간 대비하여 형틀(120)에 감겨지는 소재(10)의 감김 각도가 증가하게 된다. 도 9를 참조하면, 상술한 방법에 따라 제조된 파이프(20a,20b)의 단면 예시를 나타낸다. (a)의 경우는 각 층(11a,12a,13a)의 감겨지는 각도가 대략 45 내외인 경우이고, (b)의 경우는 각 층(11b,12b,13b)의 감겨지는 각도가 (a)의 경우보다 큰 경우이다. 특히, (b)에서 제2층(12b)의 경우, 소재(10)가 감겨지는 속도를 매우 증가시켜, 소재(10)가 감겨지는 각도가 거의 90도에 가까운 각도를 나타낸 경우이다.Here, regardless of the direction in which the
이상의 예시들을 바탕으로 하면, 상기 회전축(110)의 회전과 대비한 구조체(230)의 회전 속도와 방향을 조절함에 따라, 소재(10)가 감겨지는 방향 또는 감겨지는 각도가 자유 자재로 조정 가능함을 알 수 있다. 따라서, 파이프를 형성하는 각각의 소재 층에 대해 층별로 서로 다른 방향 또는 각도의 감김 조절이 가능한 것이다. 또한, 이러한 조절에 따르면, 제조되는 파이프의 각 층별로 감겨지는 방향, 각도를 달리함으로써, 파이프의 인장력, 강도, 보강력 등을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.Based on the above examples, by adjusting the rotational speed and direction of the
도 1을 참조하면, 이상과 같이 생산되는 파이프는, 추후 히터(250)에 의해 경화 처리된 후, 커터(260)를 통해 사용자의 요구에 적합한 길이로 절단되어 관 형상의 제품(ex, 도 9의 (a),(b))이 생산된다. 물론, 상기 소재(10)는 사전에 수지 처리된 다음 경화 처리된다. 이를 위해, 상기 파이프를 형성하는 소재 층들은 수지 내에 함침되어 경화되어 형성된다. 그 방법으로는 세 가지 예가 있다. 첫 번째, 이미 수지 처리된 소재(10)가 보빈(233)으로부터 제공되는 것에 의해 파이프를 형성하는 방법이다. 두 번째, 형틀(120)의 표면 상에 수지를 도포하거나 뿌린 후, 그 위에 소재(10)를 감은 후 경화 처리하여 파이프를 형성할 수 있다. 세 번째, 형틀(120) 상에 감겨진 소재(10) 위에 수지를 도포하거나 뿌린 후 경화 처리하여 파이프를 형성할 수 있다.Referring to FIG. 1, the pipe produced as described above is cured by a
결론적으로, 최종 제조된 파이프는, 제조되는 파이프의 원주 방향에 대해 장섬유 소재(10)가 감겨진 상태에서 수지 내에 함침되어 경화되어 형성되고, 상기 제조되는 파이프의 단면에 대해 복수 개의 소재 층들을 가지되, 상기 소재 층들 중 2개 이상이 서로 다른 방향 또는 서로 다른 각도로 다중으로 감겨져서 형성된 형태를 갖는다. 이때, 앞서와 같이, 상기 소재(10)는 유리, 카본 또는 아라미드를 포함할 수 있다.In conclusion, the final manufactured pipe is formed by being impregnated and cured in a resin in a state in which the
한편, 도 1 및 도 8을 참조하면, 상기 연속식 파이프 제조장치(100)는 상기 프레임(231)을 회전시키기 위한 구동부(240)를 포함한다. 이러한 구동부(240)는 롤러구동원(241), 회전롤러(242), 지지롤러(243), 제어부(244)를 포함한다.Meanwhile, referring to FIGS. 1 and 8, the continuous
롤러구동원(241)은 상기 회전롤러(242)에 회전력을 제공할 수 있도록 모터 등의 수단이 이용 가능하다. 롤러구동원(241)은 상기 회전력을 제공하기 위하여 밸트(245) 등의 수단을 이용한다. 상기 회전롤러(242)는, 프레임(231)의 외주면을 따라 형성된 안내홈(232)의 일측에 삽입되고, 상기 롤러구동원(241)의 동작에 따라 상기 프레임(231)과 마찰되어 상기 프레임(231)을 회전시킨다. 또한, 지지롤 러(243)는 상기 안내홈(232)의 타측에 삽입되고, 상기 회전롤러(242)의 회전시 상기 프레임(231)에 마찰되어 회전하면서 상기 프레임(231)의 회전상태를 지지한다. 상기 제어부(244)는, 상기 롤러구동원(241)의 정방향 또는 역방향 회전 제어, 상기 롤러구동원(241)의 회전 속도 제어를 수행한다. 이를 위해, 제어부(244)는 사용자로부터 상기 회전 제어와 속도 제어를 위한 제어신호를 입력받는 입력부(미도시)가 구비될 수 있다. The
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능한 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, these are merely exemplary and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연속식 파이프 제조장치의 단면도,1 is a cross-sectional view of a continuous pipe manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention,
도 2는 도 1에서 회전축에 콜렉트형의 형틀이 배치된 예를 나타내는 사시도,2 is a perspective view illustrating an example in which a collect mold is disposed on a rotation shaft in FIG. 1;
도 3은 도 2에 도시된 캠 플레이트, 캠 부재 및 형틀들 사이의 결합관계를 보여주는 부분 확대도,3 is a partially enlarged view showing a coupling relationship between the cam plate, the cam member and the mold shown in FIG.
도 4는 도 2에 도시된 형틀들 및 이동수단의 구조를 보여주는 부분 사시도,Figure 4 is a partial perspective view showing the structure of the mold and the moving means shown in FIG.
도 5는 도 2의 내부 구조를 보여주도록, 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 취한 종단면도,5 is a longitudinal sectional view taken along the line V-V of FIG. 4 to show the internal structure of FIG.
도 6은 도 2의 내부 구조를 보여주도록, 도 4의 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 취한 횡단면도,6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI of FIG. 4 to show the internal structure of FIG.
도 7은 도 2에 도시된 회전축의 회전 시, 형틀들의 위치를 보여주는 설명도이다.7 is an explanatory diagram showing the positions of the molds when the rotation shaft shown in FIG. 2 rotates.
도 8은 도 1의 n구조체의 측단면도,8 is a side cross-sectional view of the n structure of FIG.
도 9는 도 1에 의해 제조된 파이프의 실시예를 나타내는 단면도이다.9 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of the pipe manufactured by FIG. 1.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
200: 연속식 파이프 제조장치 110: 회전축200: continuous pipe manufacturing apparatus 110: rotating shaft
120: 형틀 230: 구조체120: template 230: structure
231: 프레임 232: 안내홈231: frame 232: guide groove
233: 보빈 240: 구동부233: bobbin 240: drive unit
241: 구동원 242: 회전롤러241: driving source 242: rotary roller
243: 지지롤러 244: 제어부243: support roller 244: control unit
245: 밸트 250: 히터245: belt 250: heater
260: 커터260: cutter
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101129676B1 (en) | 2010-11-12 | 2012-03-29 | 대현산업 (주) | Manufacturing method of polygon manhole and that device |
KR101135024B1 (en) * | 2010-03-15 | 2012-04-09 | 화이버텍(주) | Apparatus for manufacturing a pipe continuously |
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2009
- 2009-08-27 KR KR1020090079793A patent/KR100939572B1/en not_active IP Right Cessation
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