KR100427636B1 - 금형 리프터 작동시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각각의 실린더의 작동타이밍 및 속도를 정확하게 제어하여 제조되는 패널의 불량을 방지할 수 있으며, 각각의 실린더의 배기에어 속도를 자유롭게 제어할 수 있는 금형 리프터 작동시스템을 제공한다. 그 작동시스템은 에어터미널블록; 에어터미널블록에 연결되며, 작동중 발생되는 소음을 차단하기 위한 소음기를 구비하며, 공급방향이 제어된 에어를 배출시키기 위한 제1출입포트 와 제2출입포트를 구비하는 방향제어밸브; 방향제어밸브에 연결되며, 에어 실린더에 공급되는 에어의 압력을 조절하기 위한 압력조절밸브; 실린더의 하단에 연결되며 에어실린더로부터의 에어의 배기속도를 증가시키기 위한 하나의 급속배기밸브; 하나의 급속배기밸브의 에어배기 속도를 제어하기 위한 스피드 콘트롤러; 방향제어밸브에 연결되고, 상기 실린더의 상단에 연결되며, 실린더의 상부로부터의 배기속도를 증가시키기 위한 다른 하나의 급속배기밸브; 및 다른 하나의 급속배기밸브의 배기속도를 제어하기 위한 스피드 콘트롤러를로 구성된다.

Description

금형 리프터 작동시스템{System for actuating press mould lifter}

본 발명은 금형 리프터 작동시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금형을 지지하는 각각의 에어실린더를 유효하게 사용할 수 있도록 각각의 에어실린더의 작동 타이밍과 작동 속도를 정확하게 제어할 수 있는 금형 리프터 작동시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 모든 차량에는 그 차량의 외관을 형성하는 차체를 구비하고 있으며, 이들 차체는 주로 다양한 프레임과 패널로 이루어져 있다. 또한, 차체를 구성하는 패널들은 다양한 형상으로 형성될 뿐 아니라 다양한 방식으로 제조되고 있다. 이 같은 패널의 제조방식들 중 대표적인 것으로 프레스 가공방식이 있다. 즉, 금형에 대해 원자재를 강압하여 그 금형에 대응하는 소정의 패널을 형성하는 방식이 널리 이용되고 있다. 물론, 이 같은 프레싱 가공을 행하는 프레싱머신에서는 펀칭가공, 드로잉 가공, 성형, 절단작업 등을 추가로 행할 수 있다. 한편, 프레싱머신에는 예컨대 프레스 성형된 차체패널을 금형으로부터 분리시키기 위한 리프터 작동시스템이 구비되어 있다.

이 같은 프레스금형의 리프터 작동시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 에어펌프로부터 공급되는 에어를 2개의 실린더(2,2')의 리프트실(21,21') 또는 다운실(23,23')쪽으로 선택적으로 공급하는 방향조절밸브(9)와, 그 방향조절밸브를 통과하여 2개의 실린더로 분기되어 리프트실(21,21')쪽으로 공급되는 에어의 압력을 조절하기 위한 압력조절밸브(5,5')와, 그 압력조절밸브(5,5')를 통해 공급되는 에어의 양을 조절하는 유량조절밸브(4,4')와, 그 리프트실(21,21')로 에어가 공급될 때 다운실(23,23')의 잔류에어를 배출하고 방향조절밸브(9)를 통하고 2개의 실린더(2,2')로 분기된 에어를 다운실로 공급하는 급속배기밸브(7,7')와, 다운실(23,23')로 에어가 공급될 때 리프트실(21,21')의 잔류에어를 공급하는 첵크밸브(6,6')로 구성되어 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 프레스 금형 리프터 작동시스템은 다소의 문제점이 있는 것으로 나타났다. 먼저, 실린더의 초기 2 내지 3회 작동시 작동 타이밍이 불일치되는 문제점이 있다. 즉, 각각의 실린더의 속도는 모든 관로의 에어 배기속도를 제어해야 하지만 방향조절밸브는 초기 작동시 모든 관로에 에어를 충분하게 채워주지 못함으로 인해 각각의 실린더의 초기 작동의 불일치가 발생되며, 이는 결과적으로 제조되는 패널의 불량을 초래하게 되는 문제점이 있다.

또한, 이와 같은 작동시스템은 각각의 실린더의 리프트 또는 업 후 다운시 그 각각의 실린더의 에어의 배기시 방향조절밸브로의 에어공급부에서 에어의 충돌이 발생되어 실린더의 다운속도가 느려지게되므로 결국 각각의 실린더가 동시적으로 균일하게 작동되지 않음으로 인해 역시 최종 패널제품의 불량을 초래하는 문제점이 있다.

또한, 위와 같은 이유로 인해 실린더를 3개 이상 설치하지 못하여 결국 패널을 안정적으로 리프트시키거나 다운시키지 못하는 문제점이 있다.

한편, 이 같은 문제점을 해결하기 위한 하나의 제안으로서, 프레스 금형내에 패널과 접촉하는 면적을 최대한 많게 하기 위해 리프팅 포인트를 증가시킴과 동시에, 각각의 리프팅 포인트마다의 작동 타이밍 및 균일한 속도를 얻기 위하여 랙 과 피니언을 이용하고 있다.

그러나, 이와 같이 랙과 피니언을 부가한 작동시스템은 다음과 같은 문제점이 초래되는 것으로 나타났다. 먼저, 작동속도가 느려 프레스의 생산속도가 저하되는 문제점이 있다.

그리고, 작동횟수가 많은 경우 피니언의 베어링 마모로 인해 작동불량이 초래되는 문제점이 있다.

또한, 랙과 피니언 사이의 미세 이물질의 유입시 작동불량이 발생되고, 유지보수가 곤란하며, 분해 조립시 금형의 리프팅 포인트의 정렬이 곤란하고, 제조비가 증가되는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상술된 문제점들을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 각각의 실린더의 작동타이밍 및 속도를 정확하게 제어하여 제조되는 패널의 불량을 방지할 수 있는 금형 리프터 작동 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 각각의 실린더의 에어의 배기속도를 자유롭게 제어할 수 있고, 실린더의 다운시 에어배기를 각각의 실린더 하단부에서 배기하여 다운속도를 향상시킬 수 있고 일정한 속도를 획득할 수 있는 금형 리프터 작동 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다수의 실린더를 설치하여 사용할 수 있는 금형 리프터 작동 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 제조비가 저렴하고, 분해 및 유지보수가 간단하며, 생산성이 향상되는 금형리프터 작동시스템을 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 금형 리프터 작동시스템을 보여주는 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 금형 리프터용 작동시스템의 구성도.

도 3은 도 2의 공압회로도.

도 4는 도 2의 리프터용 작동시스템의 에어실린더의 배열을 보여주는 부분 구성도.

도 5는 도 4의 에어실린더의 적용상태를 보여주는 사용상태도.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

10 : 에어터미널 블록 20 : 방향제어밸브

40 : 에어압력조절밸브 50,60 : 급속배기밸브

52,66 : 스피드 콘트롤러 70 : 에어실린더

이 같은 목적들은, 차량의 차체의 패널을 성형하기 위한 프레싱머신에 설치되며 그 차체패널을 상승 및 하강시키기 위한 에어실린더를 구비하는 금형 리프터용 작동시스템에 있어서, 실린더로의 에어의 공급을 위한 에어공급부와, 에어의 출입을 제어하기 위한 제1에어출입부 및 제2에어출입부를 구비하는 에어터미널블록; 그 에어터미널블록의 에어공급부 및 각각의 에어출입부에 연결되며, 작동중 발생되는 소음을 차단하기 위한 소음기를 구비하며, 공급방향이 제어된 에어를 배출시키기 위한 제1출입포트 와 제2출입포트를 구비하는 방향제어밸브; 그 방향제어밸브에 연결되며, 에어 실린더에 공급되는 에어의 압력을 조절하기 위한 압력조절밸브; 실린더의 하단에 연결되며 그 에어실린더로부터의 에어의 배기속도를 증가시키기 위한 하나의 급속배기밸브; 그 급속배기밸브의 에어배기 속도를 제어하기 위한 스피드 콘트롤러; 방향제어밸브에 연결되고, 에어실린더의 상단에 연결되며, 에어실린더의 상부로부터의 배기속도를 증가시키기 위한 다른 하나의 급속배기밸브; 및 그 다른 하나의 급속배기밸브의 배기속도를 제어하기 위한 스피드 콘트롤러를 포함하는 금형 리프터용 작동시스템에 의해 달성될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

먼저, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 금형 리프터용 작동시스템은 작동시스템에 에어 또는 공압을 공급받거나 배출하기 위한 에어터미널블록(10)을 구비한다. 에어터미널블록(10)은 적어도 중앙에서 적어도 1개의 에어공급부(12)를 구비하며, 그 양측에서 제1에어출입부(14) 및 제2에어출입부(16)를 구비한다. 에어공급부(12)와 각각의 에어출입부(14;16)는 실제로 호스 또는 관에 의해 에어 공급수단에 연결되는 에어커플러(12a;14a;16a)와, 그 에어커플러로부터 유입되는에어를 통과시키거나 저장하기 위한 연결대(12b;14b;16b)와, 각각의 연결대에 연통하며 후술되는 방향제어밸브에 연결되는 유니온(12c;14c;16c)으로 구성된다. 물론, 전술된 각각의 에어공급부들은 에어를 에어 공급수단으로 배출시키는 역할도 할 수 있다.

에어터미널블록(10)의 각각의 에어공급부(12) 및 에어출입부(14;16)에는 방향제어밸브(20)가 에어호스(18)에 의해 연결된다. 방향제어밸브(20)는 각각의 에어호스(18)에 의해 실제로 각각의 에어공급부(12) 및 에어출입부(14;16)에 연결되는 각각의 에어유입부, 즉, 에어공급부(12)에 연결되는 제1유입부(22), 제1에어출입부(14)에 연결되는 제2유입부(24), 제2에어출입부(16)에 연결되는 제3유입부(26)가 구비된다. 방향제어밸브(20)에는 그것의 작동 중 발생될 수 있는 소음을 제거하기 위한 소음기(28)가 구비된다. 또한, 방향제어밸브(20)에는 그로부터 공급될 방향이 제어된 에어를 배출 또는 유입시키기 위한 제1출입포트(30) 와 제2출입포트(32)가 연통 설치된다.

방향제어밸브(20)에는 그로부터 공급되는 에어의 압력을 조절하기 위한 압력조절밸브(40)가 설치된다. 압력조절밸브(40)는 에어호스(42) 및 호스조인트(44)에 의해 방향제어밸브(20)의 제1배출포트(30)에 연결되어, 그 배출포트로부터 공급되는 에어의 압력을 조절하는 역할을 한다.

또한, 압력조절밸브(40)에는 더블니플(46)을 통해 급속배기밸브(50)가 연결된다. 이 급속배기밸브(50)는 후술되는 각각의 실린더로부터 배출되는 에어를 신속하게 배기시키는 역할을 한다. 한편, 급속배기밸브(50)에는 그 곳에서의 배기속도를 제어하기 위해 스피드 콘트롤러(52)가 설치되는 것이 바람직하다. 그리고, 급속배기밸브(50)에는 후술되는 실린더로부터 배출되는 에어를 유입하기 위한 유니온(54)이 구비된다.

한편, 방향제어밸브(20)에는 다른 하나의 급속배기밸브(60)가 연결된다. 급속배기밸브(60)는 에어호스(62) 및 호스조인트(64)에 의해 방향제어밸브(20)의 제1출입포트(32)에 연결되어 있으며, 후술되는 실린더로부터 배출되는 공기의 배기속도를 증가시키는 역할을 한다. 물론, 급속배기밸브(60)에는 그 곳에서의 배기속도를 제어하기 위해 스피드 콘트롤러(66)가 설치되는 것이 바람직하다. 그리고, 급속배기밸브(60)에는 후술되는 실린더로부터 배출되는 에어를 유입하기 위한 유니온(68)이 구비된다.

한편, 각각의 급속배기밸브(50,60)에는 실제로 성형된 패널을 리프트시키기 위한 에어실린더(70)가 연결된다. 물론, 에어실린더(70)에는 피스톤(72)이 왕복 가능하게 설치된다. 또한, 에어 실린더(70)의 일측에는 급속배기밸브(50)의 유니온(54)에 연결되고 실린더의 내부와 연통하는 제1유니온(74)이 구비되는 반면, 에어 실린더(70)의 타측에는 급속배기밸브(60)의 유니온(68)에 연결되고 실린더의 내부와 연통하는 제2유니온(76)이 구비된다.

선택적으로, 방향제어밸브(20)에는 압력조절밸브(40), 각각의 급속배기밸브(50,60) 및 에어실린더(70)가 전술된 바와 같은 방식으로 상호 연결되어 연속적으로 형성될 수 있다. 물론, 이와 같이 연속연결되는 구성부품들의 개수는 금형 또는 제조될 패널의 크기 또는 중량에 따라 임의로 설정될 수 있다. 본 실시예에서는 3개의 에어 실린더를 구비하는 것으로 도시되어 있으나, 전술된 바와 같은 조건에 따라 2개는 물론 도 5에 도시된 바와 같이 4개 이상의 실린더를 설치하여 이용할 수 도 있다.

이하, 전술된 바와 같이 구성된 금형 리프터 작동시스템의 작동방식 및 그 작용모드에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이 프레스머신과 같은 성형기의 적정위치에는 프레스머신에서 성형된 패널을 리프팅 시키기 위해 여러 제 위치에 각각 에어실린더(70)가 설치된다. 물론, 이들 각각의 에어실린더(70)는 전술된 바와 같이, 금형 리프터 작동시스템을 구성하는 에어공급장치(10), 방향제어밸브(20), 압력조절밸브(40), 급속배기밸브(50,60)에 연속적이고 작동적으로 연결된다.

이와 같이 구성된 금형 리프터 작동 시스템의 작동에 의하면, 우선적으로 각각의 실린더(70)의 작동 개시전에 에어공급장치(10)로부터 각각의 실린더(70)에 이르는 경로전체에 에어를 충전한다. 이 같은 에어의 공급은 도 4에 도시된 바와 같이, 에어터미널블록(10)의 에어공급부(12)를 통해 방향제어밸브(20)로 유입되어 공급방향이 제어된 에어는 제1배출포트(30), 에어호스(42), 호스조인트(44), 더블니플(46), 압력조절밸브(40), 급속배기밸브(50), 실린더에 형성된 유니온(74)을 통해 실린더(70)의 내측 하부로 공급되며, 동시에 제2배출포트(32), 에어호스(62), 호스조인트(64), 급속배기밸브(60), 실린더에 형성된 유니온(76)을 통해 각각의 실린더(70)의 내측상부로 공급되는 방식으로 실행된다. 물론, 이 경우 각각의 급속배기밸브(50,60)는 최대로 개방된 상태에서 에어의 충전이 실행되는 것이다.

이후, 각각의 실린더(70)에 연결되는 각각의 압력조절밸브(40)는 에어의 압력을 일정범위로 조절하여 유지하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 압력조절밸브(40)의 게이지의 압력을 3.5 내지 4.0kfg/㎠로 설정하여 이 압력으로 조절할 수 있도록 한다. 물론, 이와 같이 각각의 압력조절밸브의 압력이 일정하게 조절됨으로서 각각의 실린더의 하부의 압력 또한 일정한 범위로 유지되는 것이다.

이와 같이, 압력조절밸브(40)의 설정압력을 일정하게 유지한 상태에서, 에어터미널블록(10)의 제1에어출입부(14) 와 제2에어출입부(16)를 이용하여 에어의 공급 및 배출을 반복적으로 행하여 전술된 경로를 완전하게 에어로 충전시킨다.

또한, 각각의 실린더(70)의 피스톤(72)의 상승 및 하강속도 와 각각의 타이밍을 정확히 제어할 수 있다. 보다 상세히 설명하면, 각각의 실린더(70)의 피스톤(72)의 하강속도 및 타이밍은 그 실린더(70)의 하방에 연결되는 스피드콘트롤러(52)에 의해 정확하게 제어할 수 있다. 또한, 각각의 실린더(70)의 피스톤(72)의 상승속도 및 타이밍은 그 실린더(70)의 상방에 연결되는 스피드콘트롤러(66)에 의해 정확하게 제어할 수 있는 것이다. 결국, 이 같은 조절 또는 제어에 의해 실린더(70)의 작동속도 및 작동타이밍, 즉, 피스톤(72)의 상승 및 하강 속도 와 타이밍을 일정하게 유지할 수 있는 것이다.

전술된 바와 같은 작동시스템의 각각의 실린더(70)의 작동속도 및 작동 타이밍의 초기 조절은 작업초기 1회의 세팅만으로 완전한 작동준비 상태를 제공받을 수 있는 것이다.

물론, 이와 같이 작동시스템의 초기 세팅이 완료된 상태에서는, 각각의 실린더(70)의 작동 개시전에 에어터미널블록(10)으로부터 각각의 실린더(70)에 이르는 경로전체에 에어가 충전되어 있으므로, 각각의 실린더로의 에어의 공급 및 배기를 정확하게 이루어 낼 수 있으므로 프레스 머신에서 성형된 패널을 안정적으로 리프트시킬 수 있는 것이다. 특히, 각각의 실린더(70)의 피스톤(72)의 하강작동시 각각의 실린더(70)의 하부에 연결된 급속배기밸브(50)에 의해 신속하게 에어를 배기시킬 수 있으므로 피스톤(72)의 하강속도가 향상됨은 물론, 항상 일정한 속도를 유지할 수 있는 것이다.

이에 따라, 프레스머신에서 제조되는 패널(P)은 소정의 지점(P')에서 피스톤(72)의 단부에 의해 안정적이고 정확하게 지지되어 리프트되거나 하강됨으로써 품질의 불량을 방지할 수 있는 것이다. 물론, 각각의 실린더(70)는 개별적으로 제어될뿐 아니라 그 개수도 임의적으로 설정할 수 있어 더욱 안정적이고 정확하게 패널을 제조할 수 있는 것이다.

결과적으로, 본 발명에 따른 금형 리프터 작동시스템에 의하면, 각각의 실린더의 작동타이밍 및 속도를 용이하고 정확하게 제어하여 제조되는 패널의 불량을 방지할 수 있으며, 각각의 실린더의 배기에어 속도를 자유롭게 제어할 수 있고, 실린더의 다운시 에어배기를 각각의 실린더 하단부에서 배기하여 다운속도를 향상시킬 수 있고 일정한 속도를 획득할 수 있어 신뢰성 및 제품성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 다수의 실린더를 설치하여 사용할 수 있으며, 제조비가 저렴하고, 분해 및 유지보수가 간단하며, 생산성이 향상되는 장점이 있다.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 기술분야의 당업자라면 첨부된 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

Claims (4)

1. 차량의 차체의 패널을 제조하기 위한 성형기에 설치되며 상기 차체패널을 상승 및 하강시키기 위한 에어실린더를 구비하는 금형 리프터용 작동시스템에 있어서,

   에어의 공급을 위한 에어공급부와, 에어의 출입을 제어하기 위한 제1에어출입부 및 제2에어출입부를 구비하는 에어터미널블록;

   상기 에어터미널블록의 에어공급부 및 각각의 에어출입부에 연결되며, 작동중 발생되는 소음을 차단하기 위한 소음기를 구비하며, 공급방향이 제어된 에어를 배출시키기 위한 제1출입포트 와 제2출입포트를 구비하는 방향제어밸브;

   상기 방향제어밸브에 연결되며, 상기 에어 실린더에 공급되는 에어의 압력을 조절하기 위한 압력조절밸브;

   상기 실린더의 하단에 연결되며 상기 에어실린더로부터의 에어의 배기속도를 증가시키기 위한 하나의 급속배기밸브;

   상기 하나의 급속배기밸브의 에어배기 속도를 제어하기 위한 스피드 콘트롤러;

   상기 방향제어밸브에 연결되고, 상기 실린더의 상단에 연결되며, 상기 실린더의 상부로부터의 배기속도를 증가시키기 위한 다른 하나의 급속배기밸브; 및

   상기 다른 하나의 급속배기밸브의 배기속도를 제어하기 위한 스피드 콘트롤러를 포함하는 금형 리프터용 작동시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 에어공급부 와 각각의 에어출입부는 공급수단에 연결되는 에어커플러와, 상기 에어커플러로부터 유입되는 에어를 통과시키거나 저장하기 위한 연결대와, 상기 각각의 연결대에 연통하며 방향제어밸브에 연결되는 유니온으로 구성되는 것을 특징으로 하는 금형 리프터용 작동시스템.
3. 제 1항에 있어서, 상기 압력조절밸브와 급속배기밸브는 더블니플에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 금형 리프터용 작동시스템.
4. 제 1항에 있어서, 상기 방향제어밸브에는 압력조절밸브, 각각의 급속배기밸브 및 에어실린더가 연속 반복적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 금형 리프터용 작동시스템.