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KR-102960641-B1 - Tube expansion device and method of operation thereof

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Abstract

본 발명은 튜브 확관 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단계별로 나누어진 튜브 확관 과정을 오차 없이 일정하게 수행하는 튜브 확관 장치에 관한 것이다. 이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 확관을 위한 튜브를 정렬하는 정렬부; 튜브를 가열 혹은 냉각하는 가열냉각부; 튜브를 확관하는 확관부; 및 정렬부, 가열냉각부 및 확관부를 통합적으로 제어하는 제어부를 포함하는 튜브 확관 장치를 제공한다. 또한, 정렬부는 튜브를 가열냉각부에 포함된 가열냉각기의 개구를 통과시켜 배치하고, 상하부 고정 장치를 이용해 고정하며, 가열냉각부는 공기 공급 포트에서 공급되는 공기를 히터로 가열한 후 튜브로 공급하여 튜브를 가열하고, 공기 공급 포트에서 공급되는 공기를 히터로 가열하지 않고 튜브로 공급하여 튜브를 냉각하며, 확관부는 핸들의 회전을 통해 이동하는 확관툴을 튜브의 내부로 삽입하여 튜브를 확관하는 튜브 확관 장치를 제공한다.

Inventors

  • 임병석

Assignees

  • (주)에스티아이

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20240115

Claims (17)

  1. 확관을 위한 튜브를 정렬하는 정렬부; 상기 튜브를 가열 혹은 냉각하는 가열냉각부; 상기 튜브를 확관하는 확관부; 및 상기 정렬부, 가열냉각부 및 확관부를 통합적으로 제어하는 제어부를 포함하는 튜브 확관 장치에 있어서, 상기 정렬부는 상기 튜브를 상기 가열냉각부에 포함된 가열냉각기의 개구를 통과시켜 배치하고, 상하부 고정 장치를 이용해 고정하며, 상기 가열냉각부는 공기 공급 포트에서 공급되는 공기를 히터로 가열한 후 상기 튜브로 공급하여 상기 튜브를 가열하고, 상기 공기 공급 포트에서 공급되는 공기를 상기 히터로 가열하지 않고 상기 튜브로 공급하여 상기 튜브를 냉각하며, 상기 확관부는 핸들의 회전을 통해 이동하는 확관툴을 상기 튜브의 내부로 삽입하여 상기 튜브를 확관하되, 상기 확관툴은 스토퍼와 일체형으로 형성되며, 상기 튜브의 크기에 따라 선택되고, 상기 스토퍼는 스토퍼 고정부에 체결되며, 상기 스토퍼에는 확관툴 ID 체크 핀이 형성되고, 상기 확관툴 ID 체크 핀은 상기 스토퍼 고정부에 형성된 확관툴 ID 체크 핀 체결부와 체결되어 상기 제어부가 확관툴의 정보를 식별하며, 상기 스토퍼 고정부에는 완충재가 구비되어, 상기 확관툴이 상기 튜브를 확관하고 복귀할 때 상기 스토퍼 고정부가 상하부 부시 가이드와 접촉하면서 발생하는 충격을 감소시키는 것을 특징으로 하는 튜브 확관 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 가열냉각기는 상기 튜브의 크기에 따라 선택되며, 상기 가열냉각기의 개구는 상기 튜브의 크기에 따라 형성되는 튜브 확관 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 공기 공급 포트에서 공급되는 공기는 사선 형태의 복수의 공기 공급로를 통해 상기 튜브로 공급되는 튜브 확관 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 복수의 공기 공급로 중, 상기 확관툴이 삽입되는 방향에 더 가깝게 배치되는 공기 공급로의 크기는 점점 더 커지는 튜브 확관 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 핸들의 회전을 통해 이동하는 상기 확관툴이 상기 튜브의 내부에 삽입되어 상기 튜브를 확관하고, 상기 튜브의 선단이 스토퍼와 접촉하면, 상기 핸들의 회전을 멈춰 상기 확관툴의 이동을 중지하는 튜브 확관 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 공기 공급 포트는 상기 가열냉각기에 복수개가 구비되며, 선택적으로 작동하여 상기 튜브로 공급되는 공기의 양과 압력을 조절하는 튜브 확관 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 공기 공급 포트는 상기 가열냉각기에 복수개가 구비되며, 상기 복수의 공기 공급 포트의 내부에 구비된 팬은 한 방향으로 기울어져 배치되어, 상기 복수의 공기 공급 포트로부터 공급되는 공기는 일정한 공기 흐름을 형성하는 튜브 확관 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 튜브를 확관하기 위해 상기 핸들을 회전시켜 상기 확관툴을 이동시켜 상기 튜브로 삽입하며, 상기 핸들이 핸들 스토퍼와 접촉하면 상기 핸들의 회전을 멈춰 상기 확관툴의 이동을 중지하는 튜브 확관 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 핸들 스토퍼는 상기 튜브의 크기가 클수록 상기 핸들과 점점 더 멀어지는 위치에 배치되는 튜브 확관 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 상하부 고정 장치에 구비된 레이저 수광부는 스토퍼에 구비된 레이저 발광부로부터 발광되는 레이저를 수광함으로써, 상기 튜브가 정확하게 정렬되었음을 확인하는 튜브 확관 장치.
  14. 확관을 위한 튜브를 정렬하는 정렬단계; 상기 튜브를 가열하는 가열단계; 상기 튜브를 확관하는 확관단계; 상기 튜브를 냉각하는 냉각단계; 및 상기 튜브를 탈거하는 탈거단계를 포함하는 튜브 확관 장치 동작 방법에 있어서, 상기 정렬단계에서는 상기 튜브를 가열냉각부에 포함된 가열냉각기의 개구를 통과시켜 배치하고, 상하부 고정 장치를 이용해 고정하며, 상기 가열 혹은 냉각단계에서는 공기 공급 포트에서 공급되는 공기를 히터로 가열한 후 상기 튜브로 공급하여 상기 튜브를 가열하고, 상기 공기 공급 포트에서 공급되는 공기를 히터로 가열하지 않고 상기 튜브로 공급하여 상기 튜브를 냉각하며, 상기 확관단계에서는 스토퍼와 일체형으로 형성되고 확관툴 ID 체크 핀이 형성된 확관툴을 스토퍼 고정부에 체결하여 상기 확관툴 ID 체크 핀과 상기 스토퍼 고정부의 체결부를 통해 제어부가 확관툴의 정보를 식별한 후, 핸들의 회전을 통해 이동하는 확관툴을 상기 튜브 내부로 삽입하여 상기 튜브를 확관하고, 상기 확관단계 이후 상기 확관툴이 복귀할 때, 상기 스토퍼 고정부에 구비된 완충재가 상하부 부시 가이드와 접촉하여 충격을 감소시키는 것을 특징으로 하는 튜브 확관 장치 동작 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 확관단계에서, 상기 핸들의 회전을 통해 이동하는 상기 확관툴이 상기 튜브의 내부에 삽입되어 상기 튜브를 확관하고, 상기 튜브의 선단이 스토퍼와 접촉하면, 상기 핸들의 회전을 멈춰 상기 확관툴의 이동을 중지하는 튜브 확관 장치 동작 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 확관단계에서, 상기 핸들이 핸들 스토퍼와 접촉하면 상기 핸들의 회전을 멈춰 상기 확관툴의 이동을 중지하는 튜브 확관 장치 동작 방법.
  17. 제14항에 있어서, 상기 정렬단계에서, 상기 상하부 고정 장치에 구비된 레이저 수광부는 스토퍼에 구비된 레이저 발광부로부터 발광되는 레이저를 수광함으로써, 상기 튜브가 정확하게 정렬되었음을 확인하는 튜브 확관 장치 동작 방법.

Description

튜브 확관 장치 및 이의 동작 방법{Tube expansion device and method of operation thereof} 본 발명은 튜브 확관 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단계별로 나누어진 튜브 확관 과정을 오차 없이 일정하게 수행하는 튜브 확관 장치에 관한 것이다. 여기에서 달리 언급하지 않으면 본 섹션에서 기술되는 내용은 본 출원에서의 청구범위의 선행 기술이 아니며, 본 섹션에 기재하였다는 이유로 선행 기술로 인정되어서는 안 된다. 일반적으로 튜브 확관기는 튜브 상호간의 연결작업이나 사이즈가 다른 튜브 상호간을 연결할 때, 또는 별도의 조립부재를 연결하고자 튜브의 선단을 필요한 형상으로 확관하기 위해 사용하는 장치이다. 종래의 튜브 확관기는 작업자가 삽입봉을 파지한 후 압력을 가하여 삽입봉을 튜브 선단으로 전진시키고, 전진하는 삽입봉의 확관체가 튜브 선단에 삽입되어 튜브 선단을 확장시키는 방법으로 튜브 선단을 확관시겼다. 그러나, 이러한 튜브 확관 방법은 작업자가 직접 튜브 확관 작업을 진행해야 하는 어려움이 있었으며, 작업자가 수동으로 확관 작업을 진행하여 정확하고 일정하게 튜브 확관 작업을 진행하지 못하는 문제점이 있었다. 또한, 작업자가 직접 튜브 확관 작업을 진행하여 작업 시간이 오래 걸리는 문제점이 있었으며, 튜브 확관 작업이 숙련자에 의해서만 진행이 가능하여 비숙련자에 의해서는 튜브 확관 작업이 어렵다는 문제점이 있었다. 본 발명의 전술한 특징들 및 기타 특징들은, 첨부 도면을 참조하여 이하의 설명으로부터 충분히 분명해질 것이다. 이러한 도면들은 본 발명에 따르는 단지 몇 가지의 실시예만을 도시한 것이고, 따라서 그 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안되는 것을 이해하면서, 본 발명은 첨부된 도면의 사용을 통하여, 더 구체적이고 상세하게 기술될 것이다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 튜브 확관 장치의 제1 개략도이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 튜브 확관 장치의 제2 개략도이다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 확관툴이 스토퍼에 체결되는 과정을 보여주는 도면이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가열냉각부의 확대도이다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 가열냉각부의 정면도이다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 튜브 확관 장치에서 튜브가 확관되는 과정을 보여주는 도면이다. 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 튜브 확관 작업에서 확관툴이 튜브 내부로 삽입되는 과정을 보여주는 도면이다. 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 튜브 확관 장치의 완충재와 핸들 스토퍼를 보여주는 도면이다. 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 튜브 확관 장치의 저항기를 보여주는 도면이다. 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 튜브 확관 장치의 레이저를 활용해 튜브가 정렬되는 과정을 보여주는 도면이다. 후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 본 개시에서 첨부된 구성도(블록도)의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있다. 이러한 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또한, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 인접하거나 순서에 따라 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다. 또한 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배열은 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 지칭하며, 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 한편, 본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 할 것이다. 이하에서는, 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. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 튜브 확관 장치의 제1 개략도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 튜브 확관 장치의 제2 개략도이다. 도 1 및 도 2를 참고하면, 튜브 확관 장치(1)는 정렬부(10), 가열냉각부(20), 확관부(30), 지지부(40) 및 제어부로 구성된다. 정렬부(10)는 튜브(100)를 고정하는 상하단 고정 장치(120, 121), 상하단 고정 장치(120, 121)에 구비되며 튜브(100)가 미끄러지지 않고 단단하게 고정되는 상하단 미끄럼 방지 패드(110, 111) 및 상하단 고정 장치(120, 121)를 지지부(40)에 고정하는 고정 장치 지지부(122)로 구성된다. 가열냉각부(20)는 공기를 공급하는 공기 공급 포트(150)를 포함하는 가열냉각기(135) 및 공기 공급 포트(150)에서 공급되는 공기를 가열하는 히터(140)로 구성된다. 가열냉각기(135)는 확관되는 튜브(100)의 크기에 따라 선택되며, 튜브(100) 확관 부위를 가열 혹은 냉각하기 위해, 내부에 튜브(100)가 통과하는 개구가 형성되며, 원형의 형태일 수 있다. 이를 통해, 가열냉각기(135) 내부를 통과하는 튜브(100)는 일정한 열량으로 일정한 거리에서 확관되는 모든 부위가 편차 없이 고르게 가열 혹은 냉각된다. 확관부(30)는 튜브(100) 내부로 삽입되어 튜브(100)를 확관하는 확관툴(200), 확관된 튜브(100)가 맞닿아 확관 작업을 정지시키는 스토퍼(210), 스토퍼(210)를 볼 스크류(250)에 고정시키는 스토퍼 고정부(220), 작업자가 핸들(260)을 회전시킴에 따라 핸들(260)과 연결되어 확관툴(200)을 전후 방향으로 이동시키는 볼 스크류(250), 볼 스크류(250)가 내부에서 이동하는 볼 부시(240), 볼 부시(240)가 형성된 상하부 부시 가이드(230, 231) 및 부시 가이드 지지부(232)로 구성된다. 지지부(40)는 정렬부(10), 가열냉각부(20) 및 확관부(30)를 지지하며, 이동형 테이블(320) 및 바퀴(330)를 구비하여 작업장 내부에서 자유롭게 이동이 가능하다. 제어부는 튜브 확관 장치(1)의 정렬부(10), 가열냉각부(20), 확관부(30) 및 지지부(40)의 전체적인 작업 진행을 통합적으로 제어한다. 튜브 확관 장치(1)에는 디스플레이장치를 포함하는 컨트롤 유닛이 구비되어, 작업자가 현재 작업의 진행상황을 확인하고, 컨트롤 유닛을 이용하여 튜브 확관 장치(1)를 제어할 수 있다. 확관 작업을 위해서, 정렬부(10)의 상하단 고정 장치(120, 121), 가열냉각부(20)의 가열냉각기(135) 및 확관부(30)의 확관툴(200)은 같은 확관 작업을 위해 동일한 동축 상에 배치된다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 확관툴이 스토퍼 고정부에 체결되는 과정을 보여주는 도면이다. 도 3을 참고하면, 확관툴(200)은 스토퍼(210)와 일체형으로 구비된다. 확관되는 튜브(100)의 크기에 따라 확관툴(200)이 선택되며, 선택된 확관툴(200)과 일체형으로 구비된 스토퍼(210)가 스토퍼 고정부(220)에 체결되면서, 확관툴(200)이 확관부(30)에 고정된다. 스토퍼(210)에는 확관툴 ID 체크 핀(201)이 형성되어, 스토퍼 고정부(220)에 형성된 확관툴 ID 체크 핀 체결부(202)에 체결된다. 확관되는 튜브(100)의 크기에 따라 확관툴(200)이 튜브(100)의 크기에 대응하여 선택되며, 확관툴 ID 체크 핀(201)이 확관툴 ID 체크 핀 체결부(202)에 체결되면서, 제어부는 확관되는 튜브(100)의 크기를 판단한다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가열냉각부의 확대도이다. 도 4를 참고하면, 정렬부(10)에 의해 튜브(100)의 정렬 작업이 완료되면, 튜브 확관 장치(1)는 튜브(100)의 확관 부위를 가열하는 가열 작업을 시작한다. 이때, 튜브(100)는 가열냉각기(135)의 개구를 통과하여 가열냉각기(135)의 내부에 배치된다. 가열냉각기(135)는 튜브(100)가 내부의 개구를 통과함으로, 튜브(100)의 크기에 따라 선택되며, 지지부(40) 혹은 정렬부(10)에 체결된다. 튜브(100)의 크기에 따라 가열냉각기(135) 자체의 크기 및 개구의 크기가 다르며, 튜브(100)의 크기에 따라 가열냉각기(135)는 선택된다. 가열냉각기(135)에는 가열냉각기 ID 체크 핀이 형성되며, 가열냉각기(135)가 체결되는 지지부(40) 혹은 정렬부(10)에는 가열냉각기 ID 체크 핀 체결부가 형성되어, 가열냉각기 ID 체크 핀이 가열냉각기 ID 체크 핀 체결부에 체결될 때, 튜브(100)의 크기를 판단한다. 가열 작업이 시작되면, 공기 공급 포트(150)로부터 공기가 공급되며, 히터(140)는 공기 공급 포트(150)로부터 공급된 공기를 가열한다. 히터(140)에 의해 가열된 공기는 공기 공급로(141)를 통해 튜브(100)로 공급되며, 튜브(100)의 확관 부위를 가열한다. 복수의 공기 공급로(141)는 확관툴(200)이 삽입되는 방향으로 사선 형태로 형성돼 있어, 확관툴(200)이 삽입되는 튜브(100)의 확관 부위가 좀 더 빠르게 가열되도록 한다. 또한, 복수의 공기 공급로(141) 중, 확관툴(200)이 삽입되는 방향에 더 가깝게 배치된 공기 공급로(141)의 크기