KR101857433B1

KR101857433B1 - Pipe Expanding Device

Info

Publication number: KR101857433B1
Application number: KR1020170119678A
Authority: KR
Inventors: 최홍락
Original assignee: 주식회사 가나스틸
Priority date: 2017-09-18
Filing date: 2017-09-18
Publication date: 2018-05-15
Anticipated expiration: 2037-09-18

Abstract

확관 대상 파이프를 외측에 끼우도록 설치된 전방로드와; 상기 전방로드의 후단에 동심축을 이루어 결합되고 상기 파이프가 통과하면서 확관되도록 상기 파이프의 내경보다 큰 외경부를 가지는 맨드릴을 포함하며, 상기 맨드릴 주위에 상기 파이프를 가열하기 위한 어떤 강제적 열원도 구비하지 않는 냉간확관유닛과; 상기 맨드릴의 후방으로 연장되어 확관된 파이프의 직선도를 유지하도록 설치된 후방로드와; 상기 확관 대상 파이프를 상기 전방로드에 끼운 후 상기 전방로드를 고정하는 클램프유닛과; 상기 전방로드에 끼워진 확관 대상 파이프의 후방 단부를 가압하여 상기 냉간확관유닛의 맨드릴을 향해 직선 이동시키는 이동게이트유닛을 포함하여 구성된다.A front rod installed outside the pipe to be expanded; And a mandrel having an outer diameter larger than an inner diameter of the pipe so as to be expanded while passing through the pipe, wherein the mandrel is connected to a rear end of the front rod at a concentric axis, An expanding unit; A rear rod installed to extend rearward of the mandrel so as to maintain a straightness of the pipe that has been expanded; A clamp unit for fixing the front rod after inserting the pipe to be expanded into the front rod; And a moving gate unit that presses the rear end of the pipe to be expanded fitted in the front rod and linearly moves toward the mandrel of the cold expansion unit.

Description

Pipe Expanding Device [0002]

본 발명은 파이프 확관 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스테인레스 파이프(stainless pipe)를 확관시키는 장비에 관한 기술이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pipe expanding apparatus, and more particularly, to a technique for expanding a stainless pipe.

시임레스 스테인레스 파이프(seamless stainless pipe)를 제작하는 것은 직경이 커질수록 제작 공정상의 어려움으로 직접 원하는 직경으로 제작하기 보다는 상대적으로 작은 직경으로 생산된 파이프를 확관공정을 통하여 원하는 직경으로 확대하여 사용하는 것이 더 경제적이다.The production of a seamless stainless pipe is difficult because of the difficulty in manufacturing process as the diameter increases. Instead of making it directly to the desired diameter, the pipe produced with a relatively small diameter is expanded to the desired diameter through the expansion process It is more economical.

스테인레스 파이프를 열간에서 확관시키는 경우, 스테인레스 재질의 특성상 500 내지 800℃ 구간을 신속히 통과하여야 하므로, 열간 확관 이후에는 ?칭(quenching)을 통해 급속 냉각하는 작업이 필요하다.When the stainless steel pipe is expanded in the hot state, it is required to quickly pass through the 500 to 800 ° C range due to the characteristics of stainless steel. Therefore, rapid cooling through quenching is required after the hot expansion.

그러나, 이러한 ?칭작업은 작업 대상 파이프가 5 m이상의 긴 파이프인 경우, 대규모 ?칭설비가 요구되는 등 작업성이 현저히 떨어지는 경향이 있다.However, such machining operations tend to result in significantly reduced workability, such as requiring a large-scale machining facility when the work pipe is a long pipe of 5 m or more.

상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.It is to be understood that the foregoing description of the inventive concept is merely for the purpose of promoting an understanding of the background of the present invention and should not be construed as an admission that it is a prior art already known to those skilled in the art. Will be.

KR 10-2017-0038533KR 10-2017-0038533 KR 20-0363966KR 20-0363966

본 발명은 스테인레스 파이프를 냉간 작업을 통해 그 직경을 확대 변형하여 확관시킬 수 있도록 함으로써, 과대한 ?칭 설비와 ?칭 작업을 요구하지 않으면서도 스테인레스 파이프의 확관작업이 용이하고 경제적으로 이루어질 수 있도록 한 파이프 확관 장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention can enlarge and expand the diameter of the stainless steel pipe through the cold working so that the enlarging operation of the stainless steel pipe can be facilitated and economical without requiring an excessive machining facility and machining operation And an object thereof is to provide a pipe expanding device.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 파이프 확관 장치는,
확관 대상 파이프를 외측에 끼우도록 설치된 전방로드와; 상기 전방로드의 후단에 동심축을 이루어 결합되고 상기 확관 대상 파이프가 통과하면서 확관되도록 상기 확관 대상 파이프의 내경보다 큰 외경부를 가지는 맨드릴을 포함하며, 상기 맨드릴 주위에 상기 확관 대상 파이프를 가열하기 위한 어떤 강제적 열원도 구비하지 않는 냉간확관유닛과; 상기 맨드릴의 후방으로 연장되어 확관된 파이프의 직선도를 유지하도록 설치된 후방로드와; 상기 확관 대상 파이프를 상기 전방로드에 끼운 후 상기 전방로드를 고정하는 클램프유닛과; 상기 전방로드에 끼워진 확관 대상 파이프의 후방 단부를 가압하여 상기 냉간확관유닛의 맨드릴을 향해 상기 확관 대상 파이프를 직선 이동시키는 이동게이트유닛;을 포함하고,
상기 이동게이트유닛은 상기 클램프유닛에 장착된 수평실린더에 의해 직선 운동하도록 구성되며, 상기 확관 대상 파이프를 통과시키도록 열린 상태와 상기 전방로드와는 접촉하지 않지만 상기 확관 대상 파이프의 단부를 상기 맨드릴을 향해 가압할 수 있도록 닫힌 상태 사이를 전환할 수 있도록 형성된 게이트부를 구비하되, 상기 게이트부가 상기 전방로드의 길이방향을 따라 적어도 2개 이상이 서로 일체로 연결되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention,
A front rod installed outside the pipe to be expanded; And a mandrel having an outer diameter larger than an inner diameter of the pipe to be expanded so that the pipe to be expanded can be expanded while being passed through the concentric shaft at the rear end of the front rod, A cold expansion unit not including a heat source; A rear rod installed to extend rearward of the mandrel so as to maintain a straightness of the pipe that has been expanded; A clamp unit for fixing the front rod after inserting the pipe to be expanded into the front rod; And a moving gate unit that linearly moves the pipe to be expanded toward the mandrel of the cold expansion unit by pressing the rear end of the pipe to be expanded fitted in the front rod,
Wherein the moving gate unit is configured to linearly move by a horizontal cylinder mounted on the clamping unit, the moving gate unit being configured to move linearly by a horizontal cylinder mounted on the clamping unit, And the gate portion is integrally connected to at least two or more of the gate portions along the longitudinal direction of the front rod.

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상기 맨드릴로부터 전방로드 쪽으로 소정간격 이격된 위치에는, 확관을 위해 연속되어 공급되는 파이프들의 접촉부를 정렬시키기 위한 얼라인유닛이 구비되고; 상기 얼라인유닛은 상기 전방로드에 대해 수직한 방향으로 가압되면서 서로 단부가 인접한 상태로 상기 전방로드에 삽입된 두 파이프를 감싸면서 가압하는 V형지그를 포함하여 구성될 수 있다.An aligning unit is provided at a position spaced apart from the mandrel by a predetermined distance toward the front rod, for aligning a contact portion of pipes supplied continuously for expansion; The aligning unit may include a V-shaped jig that presses the two pipes inserted in the front rod while pressing them in a direction perpendicular to the front rod and adjacent to each other.

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상기 얼라인유닛은 상기 V형지그를 상하로 승강시키는 직선 이동력을 제공하도록 구비된 승강실린더와; 상기 V형지그의 직선 승강운동을 가이드하도록 구비된 가이드와; 상기 V형지그가 상기 가이드 및 승강실린더에 대해, 상기 전방로드에 수직한 축을 중심으로 회동 가능한 상태로 연결되도록 상기 V형지그와 가이드 및 상기 승강실린더의 실린더로드에 연통되게 결합된 결합로드와; 상기 V형지그의 상측에 상기 두 파이프의 외경부와 직접 각각 접촉하도록 동일한 형상과 크기의 4개의 완충블록;을 구비할 수 있다.The aligning unit includes a lifting cylinder provided to provide a linear movement force to vertically move the V-shaped jig upward and downward; A guide provided to guide the linear movement of the V-shape; A coupling rod connected to the V-shaped jig and the guide and the cylinder rod of the lifting cylinder such that the V-shaped jig is rotatably connected to the guide and the lifting cylinder about an axis perpendicular to the front rod; And four cushion blocks of the same shape and size so as to directly contact the outer diameter portions of the two pipes on the upper side of the V-shape.

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상기 전방로드 및 후방로드는 다수의 로드부재가 서로 길이방향으로 연장되도록 결합되어 구성되며; 상기 로드부재의 결합부위는 로드부재의 일측단부와 타측단부에 상호 대응되게 삽입되도록 형성된 결합홈 및 결합돌기로 이루어지고; 상기 결합홈은 상기 로드부재의 길이방향을 따라 요철을 형성하면서 반경방향을 따라 동일단면 형상으로 함몰되고; 상기 결합돌기는 상기 결합홈의 형상에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 로드부재의 반경방향을 따라 상기 결합홈에 삽입되면 길이방향으로는 상호 구속되도록 구성될 수 있다.Wherein the front rod and the rear rod are configured so that a plurality of rod members are coupled to each other so as to extend in the longitudinal direction; Wherein the engaging portion of the rod member comprises an engaging groove and engaging projection formed to be inserted into one end portion and the other end portion of the rod member so as to correspond to each other; Wherein the engaging recess is recessed in the same cross-sectional shape along the radial direction while forming a concavo-convex along the longitudinal direction of the rod member; The coupling protrusions may have a shape corresponding to the shape of the coupling groove, and may be configured to be constrained in the longitudinal direction when inserted into the coupling groove along the radial direction of the rod member.

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본 발명은 스테인레스 파이프를 냉간 작업을 통해 그 직경을 확대 변형하여 확관시킬 수 있도록 함으로써, 과대한 ?칭 설비와 ?칭 작업을 요구하지 않으면서도 스테인레스 파이프의 확관작업이 용이하고 경제적으로 이루어질 수 있도록 하며, 사용되는 부품의 길이를 용이하게 확장 및 단축시킬 수 있도록 하여, 길이가 긴 파이프의 확관 작업이 가능하도록 하면서도 부품의 보관이나 운반 등의 취급이 용이하게 이루어질 수 있도록 한다.The present invention makes it possible to enlarge and expand the diameter of a stainless steel pipe through a cold work, thereby making it possible to easily andexpensively expand the stainless steel pipe without requiring an excessive machining facility and machining operation , It is possible to easily extend and shorten the length of the parts to be used, thereby making it possible to expand the length of the pipe and to facilitate the handling such as storage and transportation of the parts.

도 1은 본 발명에 따른 파이프 확관 장치의 구성을 도시한 도면,
도 2는 도 1의 파이프 확관 장치로 파이프를 확관하는 상황을 설명한 도면,
도 3은 도 2에 비해 상대적으로 길이가 긴 파이프를 확관하는 상황을 설명한 도면,
도 4는 도 1의 이동게이트유닛의 실시예를 도시한 도면,
도 5는 연속적으로 파이프를 확관시키는 상황을 설명한 도면,
도 6은 도 1의 얼라인유닛을 설명한 도면,
도 7은 로드부재의 연결구조를 설명한 도면이다.1 is a view showing the construction of a pipe expanding apparatus according to the present invention,
FIG. 2 is a view for explaining a situation where a pipe is expanded by the pipe expanding device of FIG. 1;
FIG. 3 is a view for explaining a situation in which a relatively long pipe is expanded in comparison with FIG. 2;
Figure 4 shows an embodiment of the moving gate unit of Figure 1,
Fig. 5 is a view for explaining a situation in which pipes are continuously expanded,
6 is a view for explaining the alignment unit of Fig. 1,
7 is a view for explaining the connection structure of the rod member.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명 파이프 확관 장치의 실시예는, 확관 대상 파이프(1)를 외측에 끼우도록 설치된 전방로드(3)와; 상기 전방로드(3)의 후단에 동심축을 이루어 결합되고 상기 확관 대상 파이프(1)가 통과하면서 확관되도록 상기 확관 대상 파이프의 내경보다 큰 외경부를 가지는 맨드릴(5)을 포함하며, 상기 맨드릴(5) 주위에 상기 확관 대상 파이프를 가열하기 위한 어떤 강제적 열원도 구비하지 않는 냉간확관유닛(7)과; 상기 맨드릴(5)의 후방으로 연장되어 확관된 파이프의 직선도를 유지하도록 설치된 후방로드(9)와; 상기 확관 대상 파이프(1)를 상기 전방로드(3)에 끼운 후 상기 전방로드(3)를 고정하는 클램프유닛(11)과; 상기 전방로드(3)에 끼워진 확관 대상 파이프(1)의 후방 단부를 가압하여 상기 냉간확관유닛(7)의 맨드릴(5)을 향해 직선 이동시키는 이동게이트유닛(13)을 포함하여 구성된다. 1 to 6, an embodiment of a pipe expanding apparatus according to the present invention includes: a front load 3 installed so as to sandwich a pipe 1 to be expanded; And a mandrel (5) coupled to a rear end of the front rod (3) in a concentric manner and having an outer diameter larger than an inner diameter of the pipe to be expanded, so that the pipe (1) A cold expansion unit (7) which does not have any forced heat source for heating said pipe to be expanded around; A rear rod (9) extending to the rear of the mandrel (5) and installed to maintain the straightness of the pipe being expanded; A clamp unit (11) for fixing the front rod (3) after inserting the pipe to be expanded (1) into the front rod (3); And a moving gate unit 13 for pressing the rear end of the pipe 1 to be expanded fitted in the front rod 3 and linearly moving the rear end of the pipe 1 toward the mandrel 5 of the cold expansion unit 7.

참고로, 이하에서 전방은 도 1에서 우측을 의미하며, 후방은 좌측을 의미한다.For reference, the forward direction means the right side in FIG. 1 and the rear side means the left side.

상기 클램프유닛(11)의 전방에는 확관 작업 대상 파이프(1)를 로딩하는 로딩부(15)가 구비되고, 상기 후방로드(9)의 후방에는 확관이 이루어진 파이프를 언로딩하는 언로딩부(17)가 구비되어 있다.A loading section 15 for loading a pipe 1 to be expanded for expansion is provided in front of the clamp unit 11 and an unloading section 17 for unloading a pipe having an enlarged pipe is provided at the rear of the rear rod 9 .

따라서, 확관 대상 파이프(1)는 상기 로딩부(15)로부터 상기 클램프유닛(11)을 통과하면서 상기 전방로드(3)의 외측에 끼워지고, 상기 클램프유닛(11)이 상기 전방로드(3)의 전방부를 고정하면 상기 이동게이트유닛(13)이 상기 확관 대상 파이프(1)를 상기 냉간확관유닛(7)의 맨드릴(5)을 향해 이동시키면서 가압하여, 결과적으로 상기 확관 대상 파이프(1)가 상기 맨드릴(5)을 냉간 과정을 통해 통과하면서 확관되어 상기 후방로드(9)를 통해 상기 언로딩부(17)로 인출되면 해당 파이프의 확관작업이 완료되는 것이다.The pipe 1 to be shrunk is fitted on the outside of the front rod 3 while passing through the clamp unit 11 from the loading unit 15 and the clamp unit 11 is fixed to the front rod 3, The moving gate unit 13 presses the pipe to be expanded 1 while moving it toward the mandrel 5 of the cold expansion unit 7 and consequently the pipe 1 to be expanded When the mandrel 5 is expanded while passing through the cold process and is drawn out to the unloading portion 17 through the rear rod 9, the pipe is expanded.

상기 전방로드(3)의 전방 단부에는 삽입되는 확관 대상 파이프(1)의 내경보다 작은 직경의 인입롤러(19)를 구비하여, 상기 전방로드(3)에 확관 대상 파이프(1)를 끼울 때 용이하게 작업이 이루어지도록 하는 것이 바람직하며, 이때 상기 인입롤러(19)의 회전축은 상기 전방로드(3)의 길이방향에 수직한 수평축으로 이루어지는 것이, 중력의 영향으로 상하로 유동 가능성이 큰 확관 대상 파이프(1)의 선단을 전방로드(3)에 끼우는 데에 유리할 것이다.The front rod 3 is provided with a drawing roller 19 having a diameter smaller than the inner diameter of the pipe 1 to be expanded and inserted into the front rod 3, And the rotation shaft of the drawing roller 19 is formed of a horizontal axis perpendicular to the longitudinal direction of the front rod 3. The rotation of the drawing pipe 19, which is likely to flow up and down due to gravity, It is advantageous to insert the tip end of the front rod 1 into the front rod 3.

상기 클램프유닛(11)은 상기한 바와 같이 전방로드(3)의 전방 단부를 통해 삽입된 확관 대상 파이프(1)의 전방 단부가 상기 이동게이트유닛(13)에 의해 이동 가능한 위치까지 이동된 후, 상기 전방로드(3)의 전방 단부 부근을 클램핑하여, 상기 이동게이트유닛(13)이 상기 확관 대상 파이프(1)를 상기 맨드릴(5)로 가압할 때, 상기 전방로드(3)와 맨드릴(5) 및 후방로드(9)가 후방으로 밀리지 않고 유지될 수 있도록 하는 역할을 한다.The clamp unit 11 is moved to a position where the front end of the pipe 1 to be expanded inserted through the front end of the front rod 3 can be moved by the moving gate unit 13 as described above, The front rod 3 and the mandrel 5 are closed by clamping the vicinity of the front end of the front rod 3 so that when the moving gate unit 13 presses the pipe 1 to be expanded to the mandrel 5, And the rear rod 9 can be held without being pushed backward.

물론, 상기 전방로드(3)의 전방 단부 근처에는 상기 클램프유닛(11)에 의해 효과적인 클램핑이 가능하도록 외주면에 홈이 형성되고, 이 홈에 클램핑유닛의 부품이 끼워져서 물리적으로 상기 전방로드(3)의 길이방향 유동이 제한되도록 구성하는 것이 바람직하다.Of course, near the front end of the front rod 3, grooves are formed on the outer circumferential surface so as to enable effective clamping by the clamp unit 11, and the parts of the clamping unit are fitted into the grooves so that the front rod 3 Is limited in the longitudinal direction.

상기 이동게이트유닛(13)은 상기 확관 대상 파이프(1)를 통과시키도록 열린 상태와, 상기 전방로드(3)와는 접촉하지 않지만 상기 확관 대상 파이프(1)의 전방 단부를 상기 맨드릴(5)을 향해 가압할 수 있도록 닫힌 상태 사이를 전환할 수 있도록 형성된 게이트부(21)가 구비되며, 본 실시예에서는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 게이트부(21)가 상기 전방로드(3)의 길이방향을 따라 적어도 2개 이상이 서로 일체로 연결된 상태로 구비된 구성이다.The moving gate unit 13 is in a state of being opened to pass the pipe 1 to be expanded and a state in which the front end of the pipe 1 to be expanded is not in contact with the front rod 3 but is in contact with the mandrel 5 The gate portion 21 is provided in the longitudinal direction of the front rod 3 as shown in FIG. 4, and the gate portion 21 is formed so as to switch between the closed state At least two or more of them are integrally connected to each other.

상기 게이트부(21)가 2개 이상이 일체로 연결되어 구비되는 이유는, 확관 대상 파이프(1)의 길이가 달라지는 경우에 대비하기 위한 것으로서, 특히 매우 긴 파이프를 확관하는 경우를 대비한 것이다.The reason why two or more gate portions 21 are integrally connected to each other is provided in order to cope with a case where the length of the pipe to be expanded is varied, particularly in case of extending a very long pipe.

도 2는 대략 5~10m의 일반적인 길이의 파이프를 확관시키는 상황을 설명한 것으로서, 도면상 좌측의 게이트부(21)로 확관 대상 파이프(1)의 전방단부를 가압하고 있으며, 도 3은 이보다 더 긴 파이프를 확관시키는 상황을 도시한 것으로서, 도면상 우측의 게이트부(21)로 확관 대상 파이프(1)의 전방 단부를 가압하고 있고, 이때 좌측의 게이트부(21)는 열려 있어서, 상기 우측의 게이트부(21)로 확관 대상 파이프(1)를 맨드릴(5)을 향해 가압할 수 있도록 하여, 상기 확관 대상 파이프(1)의 단부가 상기 좌측 게이트부(21)로 가압할 수 있는 위치까지 이동되면, 상기 이동게이트유닛(13)을 우측으로 후퇴시켰다가 상기 좌측 게이트부(21)로 확관 대상 파이프(1)의 전방 단부를 다시 가압하는 방식으로 확관 작업이 이루어지는 것으로, 이는 상기 클램프유닛(11)으로부터 상기 이동게이트유닛(13)을 미는 수평실린더(23)의 작동길이의 한계를 극복하면서 더 긴 확관 대상 파이프(1)의 확관작업이 가능하게 한다.Fig. 2 illustrates a situation in which a pipe of a general length of about 5 to 10 m is expanded. The front end of the pipe 1 to be shrunk is pressurized by the gate portion 21 on the left side in the drawing, And the front end of the pipe 1 to be expanded is pressed by the gate 21 on the right side in the drawing. At this time, the gate 21 on the left side is opened, The pipe 1 to be expanded can be pressed toward the mandrel 5 by the portion 21 so that the end of the pipe to be expanded 1 is moved to a position where it can be pushed by the left gate 21 The clamping unit 11 is operated in such a manner that the moving gate unit 13 is retracted to the right and the front end of the pipe 1 to be expanded is again pressed to the left gate 21, From phase Permits the enlarging operation of the longer pipe to be expanded 1 while overcoming the limit of the operating length of the horizontal cylinder 23 pushing the pre-moving gate unit 13. [

즉, 상기 이동게이트유닛(13)은 상기 클램프유닛(11)에 장착된 수평실린더(23)에 의해 도면상 좌우로 직선 운동하도록 구성되어 있으며, 이 수평실린더(23)의 작동 범위를 넘는 길이의 파이프도 확관이 가능하도록 하기 위해 상기한 바와 같이 2개 이상의 게이트부(21)를 일체로 구비한 이동게이트유닛(13)을 사용한 것이다.That is, the moving gate unit 13 is configured to linearly move left and right in the drawing by the horizontal cylinder 23 mounted on the clamp unit 11, and the moving gate unit 13 has a length exceeding the operating range of the horizontal cylinder 23 The movable gate unit 13 having two or more gate portions 21 integrally formed as described above is used in order to enable the pipe to be expanded.

상기 게이트부(21)에는 상하로 벌어졌다가 오므려지는 게이트(25)와, 상기 게이트(25)의 후방면에 상기 확관 대상 파이프(1)의 전방 단부를 가압할 가압플레이트(27)가 구비된다.The gate 25 is provided with a gate 25 and a pressing plate 27 for pressing the front end of the pipe 1 to be expanded on the rear surface of the gate 25 do.

상기 전방로드(3)에 확관 대상 파이프(1)를 끼울 때 상기 이동게이트유닛(13)의 게이트(25)는 개방되어 상기 확관 대상 파이프(1)를 아무런 장애 없이 끼울 수 있도록 한 후, 상기 게이트(25)를 닫으면, 상기 게이트(25)는 상기 전방로드(3)에 대해서는 간격이 확보되어 전방로드(3)에는 힘을 가하지 않지만 상기 가압플레이트(27)는 상기 확관 대상 파이프(1)의 전방 단부를 가압할 수 있는 상태로 오므려지고, 이 상태에서 상기 이동게이트유닛(13)을 상기 냉간확관유닛(7)을 향해 이동시키면 상기 가압플레이트(27)가 상기 확관 대상 파이프(1)를 맨드릴(5)로 가압하여, 비로소 파이프의 확관이 이루어지게 된다.The gate 25 of the moving gate unit 13 is opened when inserting the pipe 1 to be shrunk into the front rod 3 so that the pipe 1 to be shrunk can be inserted without any trouble, The gap between the gate 25 and the front rod 3 is secured so that no force is exerted on the front rod 3 but the pressing plate 27 is moved forward of the pipe 1 to be expanded When the moving gate unit 13 is moved toward the cold expansion unit 7 in this state, the pressing plate 27 moves the pipe 1 to be expanded, (5) so that the pipe is expanded.

상기 확관 대상 파이프(1)의 내부에는 탄소 성분을 포함하지 않은 윤활제가 고르게 도포되어 있어서, 확관 시, 상기 맨드릴(5)과의 마찰이 저감되면서 원활한 확관 변형이 이루어지도록 하면서도 스테인레스 재질의 파이프의 내주면에 탄소 침착이 발생하지 않도록 한다.Since the lubricant that does not contain a carbon component is uniformly applied to the pipe 1 to be expanded, friction between the lubricant and the mandrel 5 is reduced while the pipe is expanded, So that carbon deposition does not occur.

상기 맨드릴(5)은 통상의 열간 확관 시에 사용되는 맨드릴(5)에 비해 그 길이가 절반이상으로 짧으며, 상기 맨드릴(5)의 주위에는 열간 확관 작업시에 사용되는 히터 등과 같은 어떤 종류의 강제적인 열원도 구비되지 않으며, 실온 상태에 그대로 노출된 상태에서 냉간 작업이 이루어질 수 있도록 되어 있고, 특히 확관 대상 파이프(1)의 단면을 확대시키는 실질적인 구간의 길이는 150mm 이내로 짧게 형성된다.The length of the mandrel 5 is shorter than the length of the mandrel 5 used in the conventional hot expansion. Around the mandrel 5, there is a kind of heater A cold working can be performed in a state of being exposed to the room temperature state without any forcible heat source. Particularly, the length of a substantial section for enlarging the cross section of the pipe 1 to be shrunk is shortened to within 150 mm.

이는 스테인레스 파이프를 냉간으로 확관하기 때문에, 비록 파이프 내부에 윤활제를 도포하지만, 확관 대상 파이프(1)와 맨드릴(5) 사이의 마찰력을 적정 수준 이하로 유지하면서 확관을 하기 위한 것으로서, 본 출원인의 다수의 실험에 의하면 확관 대상 파이프의 직경에 무관하게 맨드릴(5)에 의해 형성되는 확관 구간이 150mm를 넘지 않는 범위 내에서 실용적인 확관이 가능함이 확인되었다.The reason for this is that although the lubricant is applied to the inside of the pipe, the frictional force between the pipe 1 to be expanded and the mandrel 5 is maintained at a proper level or lower, It was confirmed that the practical expansion can be performed within a range in which the expansion section formed by the mandrel 5 does not exceed 150 mm irrespective of the diameter of the pipe to be expanded.

맨드릴(5)의 확관 구간이 위와 같은 치수를 넘기게 되면, 상기 맨드릴(5)과 파이프 사이의 과도한 마찰력으로 상기 이동게이트유닛(13)과 맨드릴(5) 사이의 파이프 부분에는 과도한 하중이 걸려서 불필요한 주름이나 변형이 초래되며, 특히 연속된 파이프의 확관 작업 시, 이미 확관이 이루어지고 있는 파이프의 전방 단부에 후속으로 진입하는 파이프의 후방 단부가 직접 접촉하면서 가압이 이루어지는 상황에서, 약간의 틀어짐만 발생해도 파이프의 단부가 찢어지거나 변형되는 문제가 발행할 수 있다.The excess load is applied to the pipe portion between the moving gate unit 13 and the mandrel 5 due to the excessive frictional force between the mandrel 5 and the pipe when the enlarging section of the mandrel 5 exceeds the above dimension, Particularly in a situation in which the rear end of the pipe which is subsequently introduced into the front end portion of the pipe which has already been expanded is brought into direct contact with the rear end portion of the pipe which is already being expanded during the expanding operation of the continuous pipe, There is a problem that the end portion of the water pipe may be torn or deformed.

즉, 상기 이동게이트유닛(13)의 좌측 게이트부(21)도 상기 맨드릴(5)을 향해 이동될 수 있는 한계가 있기 때문에 그 이후에 계속해서 파이프를 가압하여 파이프의 전방 단부까지 모두 맨드릴(5)을 통과하여 확관이 완료되게 하기 위해서는 후속으로 확관될 파이프가 앞서의 파이프 전방 단부를 직접 접촉하여 가압하는 구간이 존재하게 되는데, 이때 앞서 확관이 진행되고 있는 파이프의 전방 단부와 후속으로 확관이 이루어질 파이프의 후방 단부는 정확히 정렬이 이루어져야 응력집중에 의한 파이프의 불필요한 변형 및 파손을 방지할 수 있게 되는 것이다. That is, since there is a limit that the left gate 21 of the moving gate unit 13 can also be moved toward the mandrel 5, the pipes are continuously pressed to the front end of the pipe, , The pipe to be expanded subsequently comes into direct contact with the front end of the pipe to pressurize the pipe. At this time, the front end of the pipe where the pipe is being expanded is subsequently expanded The rear end of the pipe must be precisely aligned to prevent unnecessary deformation and breakage of the pipe due to stress concentration.

도 5는 상기와 같이 우측의 후속 파이프가 좌측의 앞선 파이프를 직접 가압하기 위해 정렬이 이루어지는 상황을 도시한 것으로서, 상기한 바와 같은 파이프의 정렬을 위해 본 발명 실시예에서는, 상기 맨드릴(5)로부터 전방로드(3) 쪽으로 소정간격 이격된 위치에, 확관을 위해 연속되어 공급되는 파이프들의 접촉부를 정렬시키기 위한 얼라인유닛(29)이 구비되어 있다.5 shows a state in which the right pipe on the right side aligns to press the left pipe on the left side. In order to align the pipes as described above, in the embodiment of the present invention, An aligning unit 29 is provided at a position spaced a predetermined distance toward the front rod 3 for aligning the contact portions of the pipes supplied continuously for expansion.

상기 얼라인유닛(29)이 설치되는 소정 위치는 상기 맨드릴(5)의 위치와 이동게이트유닛(13)의 작동 범위 등을 고려하여 적절히 설정될 수 있을 것이다.The predetermined position at which the alignment unit 29 is installed may be appropriately set in consideration of the position of the mandrel 5 and the operating range of the moving gate unit 13.

상기 얼라인유닛(29)은 도 6에 예시된 바와 같이 상기 전방로드(3)에 대해 수직한 방향으로 가압되면서 서로 단부가 인접한 상태로 상기 전방로드(3)에 삽입된 두 파이프를 감싸면서 가압하는 V형지그(31)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 6, the aligning unit 29 is pressed in a direction perpendicular to the front rod 3, while enclosing the two pipes inserted in the front rod 3 in the state where their ends are adjacent to each other, And a V-shaped jig 31 which is provided on the front side of the V-

즉, V형지그(31)의 홈이 상기 두 파이프의 외주면을 감싸듯이 가압하면, 두 파이프는 상기 V형지그(31)의 홈에 삽입되면서 서로 정렬이 이루어지게 되는 것이다.That is, when the grooves of the V-shaped jig 31 are pressed so as to surround the outer circumferential surfaces of the two pipes, the two pipes are inserted into the grooves of the V-shaped jig 31 and aligned with each other.

본 실시예에서, 상기 얼라인유닛(29)은 상기 V형지그(31)를 상하로 승강시키는 직선 이동력을 제공하도록 구비된 승강실린더(33)와; 상기 V형지그(31)의 직선 승강운동을 가이드하도록 구비된 가이드(35)와; 상기 V형지그(31)가 상기 가이드(35) 및 승강실린더(33)에 대해, 상기 전방로드(3)에 수직한 축을 중심으로 회동 가능한 상태로 연결되도록 상기 V형지그(31)와 가이드(35) 및 상기 승강실린더(33)의 실린더로드에 연통되게 결합된 결합로드(37)와; 상기 V형지그(31)의 상측에 상기 두 파이프의 외경부와 직접 각각 접촉하도록 동일한 형상과 크기의 4개의 완충블록(39)이 구비되도록 하였다.In this embodiment, the aligning unit 29 includes a lifting cylinder 33 provided to provide a linear moving force for lifting the V-type jig 31 up and down; A guide (35) provided to guide the linear up and down movement of the V-shaped jig (31); The V-type jig 31 and the guide (not shown) are connected to the guide 35 and the elevating cylinder 33 so as to be rotatable about an axis perpendicular to the front rod 3, 35) and a coupling rod (37) communicably connected to the cylinder rod of the elevating cylinder (33); Four buffer blocks 39 of the same shape and size are provided on the upper side of the V-shaped jig 31 so as to directly contact the outer diameter portions of the two pipes.

따라서, 상기 승강실린더(33)가 상승하여 상기 완충블록(39)들이 두 파이프의 단부 외주에 각각 접촉한 후 가압되면, 상기 두 파이프는 상기 V형지그(31)에 의해 V형 홈을 형성하고 있는 상기 완충블록(39)들 사이로 파고들면서 저절로 두 파이프의 정렬이 이루어지게 되고, 상기 완충블록(39)들은 이때 금속성 재질로 이루어진 V형지그(31)가 직접 파이프의 외주면을 가압하는 것을 회피하고 완충하여 파이프의 파손 및 소음의 발생을 방지하며, 상기 결합로드(37)에 의한 상기 V형지그(31)의 회동 가능한 연결상태는 상기 완충블록(39)들 및 V형지그(31)가 상기 파이프들 및 그 내부의 전방로드(3)의 길이방향 기울기에 적응하여, 비록 상기 승강실린더(33)나 가이드(35)의 직선이동방향이 상기 전방로드(3) 및 파이프들의 길이방향에 정확한 수직을 이루지 못하는 상태이더라도, 상기 완충블록(39)들 및 V형지그(31)가 상기 파이프들 및 전방로드(3)의 길이방향 기울기에 순응하면서 가압할 수 있도록 하는 역할을 한다.Accordingly, when the lifting cylinder 33 is lifted and the buffer blocks 39 are respectively in contact with the outer periphery of the ends of the two pipes and then pressed, the two pipes form a V-shaped groove by the V-shaped jig 31 And the buffer blocks 39 prevent the V-shaped jig 31 made of a metallic material from directly pressing the outer circumferential surface of the pipe at this time The jig 31 can be pivotally connected by the coupling rod 37 so that the buffer blocks 39 and the V-shaped jig 31 can be rotated The linear movement direction of the lifting cylinder 33 or the guide 35 is adjusted to be perpendicular to the vertical direction of the front rod 3 and the pipes in accordance with the longitudinal slopes of the pipes and the front rod 3 therein. Inability to achieve Though, it serves to make the buffer block 39 and V-shaped jig (31) can be pressed, while conforming to the longitudinal inclination of the pipe and the front rod (3).

한편, 도 1 내지 도 3 등에는 상기 전방로드(3)나 후방로드(9)가 하나의 단일 물체로 이루어진 것으로 도시하였으나, 하나의 단일 물체인 전방로드(3)나 후방로드(9)가 너무 길면, 보관 및 취급이 매우 어려우므로, 본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여, 상기 전방로드(3) 및 후방로드(9)를 다수의 로드부재(41)가 서로 길이방향으로 연장되도록 결합된 구성으로 하는 것을 제안한다.Although the front rod 3 and the rear rod 9 are shown as one single object in FIGS. 1 to 3 and so on, the front rod 3 and the rear rod 9, which are one single object, In order to solve such a problem, the present invention is characterized in that the front rod 3 and the rear rod 9 are arranged such that a plurality of rod members 41 are coupled to each other so as to extend in the longitudinal direction .

즉, 도 7과 같이 상기 로드부재(41)의 결합부위는 로드부재(41)의 일측단부와 타측단부에 상호 대응되게 삽입되도록 형성된 결합홈(43) 및 결합돌기(45)로 이루어지고; 상기 결합홈(43)은 상기 로드부재(41)의 길이방향을 따라 요철을 형성하면서 반경방향을 따라 동일단면 형상으로 함몰되고; 상기 결합돌기(45)는 상기 결합홈(43)의 형상에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 로드부재(41)의 반경방향을 따라 상기 결합홈(43)에 삽입되면 길이방향으로는 상호 구속되도록 구성된 것이다.That is, as shown in FIG. 7, the engaging portion of the rod member 41 is composed of the engaging groove 43 and the engaging projection 45, which are formed so as to be mutually inserted into one end portion and the other end portion of the rod member 41; The engaging groove 43 is recessed in the same cross-sectional shape along the radial direction while forming concavo-convex along the longitudinal direction of the rod member 41; The coupling protrusions 45 are formed in a shape corresponding to the shape of the coupling groove 43 and are configured to be constrained in the longitudinal direction when inserted into the coupling groove 43 along the radial direction of the rod member 41 will be.

물론 상기와 같이 결합된 상태에서 볼트(47) 등을 두 로드부재(41)의 결합부를 관통 체결하여 고정한 상태에서 사용하도록 구성한다.Of course, the bolts 47 and the like may be used in a state in which the bolts 47 and the like are fastened and fixed to the coupling portions of the two rod members 41 in the state of being coupled as described above.

따라서, 도 1 내지 도 3과 같은 사용 시에는 다수의 로드부재(41)를 결합하여 원하는 길이로 형성하여 사용하고, 로드부재(41)의 보관시에는 각각 분리하여 짧은 길이의 물체로 보관함으로써, 보관 및 취급상의 불편함을 해소하도록 한다.1 to 3, a plurality of rod members 41 are combined to form a desired length. When the rod member 41 is stored, the rod member 41 is separated and stored as a short-length object. As a result, Thereby eliminating the inconvenience of storage and handling.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

1; 파이프
3; 전방로드
5; 맨드릴
7; 냉간확관유닛
9; 후방로드
11; 클램프유닛
13; 이동게이트유닛
15; 로딩부
17; 언로딩부
19; 인입롤러
21; 게이트부
23; 수평실린더
25; 게이트
27; 가압플레이트
29; 얼라인유닛
31; V형지그
33; 승강실린더
35; 가이드
37; 결합로드
39; 완충블록
41; 로드부재
43; 결합홈
45; 결합돌기
47; 볼트One; pipe
3; Front load
5; Mandrel
7; Cold expansion unit
9; Rearward rod
11; Clamp unit
13; Moving gate unit
15; Loading portion
17; Unloading portion
19; Drawing roller
21; Gate portion
23; Horizontal cylinder
25; gate
27; Pressure plate
29; Align unit
31; V-shaped jig
33; Lifting cylinder
35; guide
37; Coupling rod
39; Buffer block
41; The rod member
43; Joining groove
45; Engaging projection
47; volt

Claims

A front rod 3 installed so as to sandwich a pipe to be expanded;
And a mandrel (5) coupled to a rear end of the front rod (3) concentrically and having an outer diameter larger than an inner diameter of the pipe to be expanded so that the pipe to be expanded can be expanded while passing through the mandrel A cold expansion unit (7) which does not have any forced heat source for heating the pipe to be expanded;
A rear rod (9) extending to the rear of the mandrel (5) and installed to maintain the straightness of the pipe being expanded;
A clamp unit (11) for fixing the front rod (3) after inserting the pipe to be expanded into the front rod (3);
And a moving gate unit (13) for pressing the rear end of the pipe to be expanded fitted in the front rod (3) and linearly moving the pipe to be expanded toward the mandrel (5) of the cold expansion unit (7)
The moving gate unit 13 is configured to linearly move by the horizontal cylinder 23 mounted on the clamp unit 11,
A gate portion (4) formed to be able to switch between a state in which the pipe to be expanded is passed through and a state in which it is not in contact with the front rod (3) but is closed so that an end portion of the pipe to be expanded can be pressed toward the mandrel (21), wherein at least two or more of the gate portions (21) are integrally connected to each other along the longitudinal direction of the front rod (3).

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The method according to claim 1,
An aligning unit 29 is provided at a position spaced apart from the mandrel 5 toward the front rod 3 by a predetermined distance so as to align the contact portions of the pipes supplied continuously for expansion.
The aligning unit 29 includes a V-shaped jig 31 which is pressed in a direction perpendicular to the front rod 3 and presses the two pipes inserted in the front rod 3 while the ends thereof are adjacent to each other, Consisting of
And the pipe extension device.

The method of claim 3,
The aligning unit (29) includes a lifting cylinder (33) provided to provide a linear movement force to vertically move the V-type jig (31) up and down;
A guide (35) provided to guide (35) the linear movement of the V-shaped jig (31);
The V-type jig 31 and the guide (not shown) are connected to the guide 35 and the elevating cylinder 33 so as to be rotatable about an axis perpendicular to the front rod 3, 35) and a coupling rod (37) communicably connected to the cylinder rod of the elevating cylinder (33);
And four buffer blocks 39 of the same shape and size are provided on the upper side of the V-shaped jig 31 so as to directly contact the outer diameter portions of the two pipes
And the pipe extension device.

The method according to claim 1,
The front rod 3 and the rear rod 9 are configured such that a plurality of rod members 41 are coupled to each other so as to extend in the longitudinal direction;
The coupling portion of the rod member 41 is composed of the coupling groove 43 and the coupling protrusion 45 which are formed so as to be mutually inserted into one end portion and the other end portion of the rod member 41;
The engaging groove 43 is recessed in the same cross-sectional shape along the radial direction while forming concavo-convex along the longitudinal direction of the rod member 41;
The coupling protrusions 45 are formed in a shape corresponding to the shape of the coupling groove 43 and are configured to be constrained in the longitudinal direction when inserted into the coupling groove 43 along the radial direction of the rod member 41 that
And the pipe extension device.