KR101257181B1 - 호스 성형 만드릴 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 만드릴 어셈블리는 외주면에 끼워지는 호스에 굴곡을 형성하도록 굴곡이 형성된 만드릴과, 상기 만드릴의 일단에 장착되며, 상기 만드릴에 끼워지는 호스의 일단면과 접해 위치하는 고정부캡과, 상기 고정부캡의 반대쪽 만드릴의 타단에 장착되며, 상기 만드릴에 호스 삽입시 분리 및 호스 삽입 후 고정되어 상기 만드릴에 끼워지는 호스를 고정하는 삽입부캡, 및 상기 만드릴의 내부에 진공을 형성하여 상기 호스가 상기 만드릴의 외주면에 압착되도록 하는 진공 형성 장치를 구비한다.

Description

호스 성형 만드릴 어셈블리{Mandrel Assembly for forming Hose}

본 발명은 호스 성형 만드릴 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 TCI(turbo charge intercooler) 가류호수를 고정부캡과 삽입부캡을 구비하는 만드릴에 끼워 진공을 형성하고 가류하여 작업공정을 줄이며, 생산성을 향상시킬 수 있게 구성한 호스 성형 만드릴 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로, 고무 호스는 금속이나 기타 플라스틱 재질에 비해 진동 흡수성이 뛰어나고, 좁은 공간에서도 신축성이 뛰어난 특징으로 인해 체결 작업이 용이하며, 목적에 맞는 다양한 종류의 재료를 선택할 수 있어 각종 설비나 부품간 유체를 전달 및 이송하기에 용이하다. 특히, 자동차의 엔진용 냉각 장치나 연료유의 수송, 각종 부품 간의 유압 장치, 냉매용 파이프라인 등에 있어 필수적으로 사용되어야 하는 부품이다.

또한, 고무 호스는 엔진-룸 내부의 협소한 공간을 통과하게 되므로, 경우에 따라서는 곡률 형상으로 설계해야 하는 필요성이 발생하게 되는데, 보통 고무 호스는 압출기를 통해 원하는 내/외경을 가지는 미가교 고무 압출물을 만든 후 스팀 가압 가교관에서 고온 가교하여 제조하며, 곡률 형상을 가지는 고무 호스를 제조하기 위해서는 미가교 호스 압출물 내부에 곡률 형상을 유지할 수 있는 만드릴(mandrel)을 먼저 삽입하여 만드릴 형태를 유지한 상태로 가교한 후 만드릴을 다시 제거하면 동일한 형상의 곡률 호스를 제조할 수 있다.

한편, 길이 방향 일부가 굴곡된 가류 호스를 만드릴에서 빼낸 후 가류 호스의 양 끝단을 절단하여 원하는 길이의 가류 호스로 제조하는데, 가류 호스의 양 끝단부를 절단함으로써, 물량의 손실을 가져온다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 만드릴과, 고정부캡 및 삽입부캡을 구비하는 무절단용 진공 만드릴 어셈블리를 이용하여 2차 절단 공정이 필요치 않음에 따라 물량을 절감할 수 있는 TCI 호스 성형 만드릴 어셈블리를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 만드릴 어셈블리는 외주면에 끼워지는 호스에 굴곡을 형성하도록 굴곡이 형성된 만드릴과, 상기 만드릴의 일단에 장착되며, 상기 만드릴에 끼워지는 호스의 일단면과 접해 위치하는 고정부캡과, 상기 고정부캡의 반대쪽 만드릴의 타단에 장착되며, 상기 만드릴에 호스 삽입시 분리 및 호스 삽입 후 고정되어 상기 만드릴에 끼워지는 호스를 고정하는 삽입부캡, 및 상기 만드릴의 내부에 진공을 형성하여 상기 호스가 상기 만드릴의 외주면에 압착되도록 하는 진공 형성 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 고정부캡이 장착되는 상기 만드릴의 일단의 외주면에서 내주면으로 진공 구멍이 형성되며, 상기 진공 구멍을 통하여 상기 진공 형성 장치에 의해 상기 만드릴의 내부에 진공을 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 고정부캡은 상기 만드릴에 대응하는 폭을 갖는 환형이며, 상기 고정부캡의 중공에 상기 만드릴이 끼워지는 것을 특징으로 한다.

상기 고정부캡에는 상기 만드릴에 끼워지는 호스의 외주면을 감싸는 고정부캡 날개부가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 삽입부캡은 상기 만드릴에 대응하는 폭을 갖는 환형이며, 상기 삽입부캡의 중공에 상기 만드릴이 끼워지는 것을 특징으로 한다.

상기 삽입부캡의 외주면에서 내주면으로 공기 구멍이 형성되고, 상기 삽입부캡의 일측면에서 타측면으로 암나사공이 형성되며, 상기 암나사공에는 가압부재인 볼트가 체결되어 회전하면서 상기 삽입부캡을 가압하거나 가압해제하는 것을 특징으로 한다.

상기 삽입부캡에는 상기 만드릴에 끼워지는 호스의 외주면을 감싸는 삽입부캡 날개부가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 삽입부캡이 장착되는 상기 만드릴의 타단의 공기 구멍을 통하여 상기 진공 형성 장치에 의해 상기 만드릴의 내부에 진공을 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 진공 형성 장치는 상기 만드릴의 진공 구멍에 연결되고 이형제를 드레인하고 공기를 뽑아내는 진공/이형제 라인을 구비하는 버퍼 탱크, 및 상기 버퍼 탱크로부터 공기를 추출하는 진공 펌프를 구비하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 만드릴 어셈블리를 이용하여 호스를 성형하는 방법은 고정부캡이 장착된 만드릴에 호스의 일단면이 상기 고정부캡에 접하도록 상기 호스를 삽입하는 단계와, 상기 고정부캡이 장착된 만드릴의 타단에 삽입부캡을 장착하는 단계와, 상기 고정부캡 부위로부터 상기 만드릴 내부의 공기를 추출하여 진공을 형성하고 가류하는 단계, 및 상기 삽입부캡 부위의 호스 끝단을 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 만드릴 어셈블리를 이용하여 호스를 성형하는 방법은 고정부캡이 장착된 만드릴에 호스의 일단면이 상기 고정부캡에 접하도록 상기 호스를 삽입하는 단계와, 상기 고정부캡이 장착된 만드릴의 타단에 삽입부캡을 장착하는 단계와, 상기 삽입부캡 부위로부터 상기 만드릴 내부의 공기를 추출하여 진공을 형성하고 가류하는 단계, 및 상기 고정부캡 부위의 호스 끝단을 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 만드릴 어셈블리를 이용하여 호스를 성형하는 방법은 고정부캡이 장착된 만드릴에 호스의 일단면이 상기 고정부캡에 접하도록 상기 호스를 삽입하는 단계와, 상기 고정부캡이 장착된 만드릴의 타단에 삽입부캡을 장착하는 단계, 및 상기 고정부캡 및 삽입부캡 부위로부터 상기 만드릴 내부의 공기를 추출하여 진공을 형성하고 가류하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 따르면, 무절단용 진공 만드릴 어셈블리를 이용함으로써 2차 절단 공정이 필요치 않으므로 호스의 물량을 절감할 수 있고, 제조공정을 단순화할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 만드릴 어셈블리를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 만드릴을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 고정부캡을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 삽입부캡을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 만드릴 어셈블리가 진공 형성 장치에 연결된 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6a 내지 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 만드릴 어셈블리를 이용하여 호스를 성형하는 방법을 나타내는 도면이다.

이하, 도면들을 참조하여, 본 발명에 따른 만드릴 어셈블리의 구조에 관하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 만드릴 어셈블리를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 만드릴(10)과, 고정부캡(20)과, 삽입부캡(30), 및 진공 형성 장치(40)를 구비한다. 상기 만드릴(10)은 외주면에 끼워지는 호스(50)에 굴곡을 형성하도록 굴곡이 형성되어 있다. 상기 만드릴(10)은 소정의 폭을 갖는 환형이며 굴곡이 형성되어 있는데, 상기 만드릴(10)의 외주면에 호스(50)가 끼워져 만드릴(10)의 굴곡 형상에 따라 호스(50)도 굴곡 형상을 갖게 된다. 상기 고정부캡(20)은 상기 만드릴(10)의 일단에 장착되며, 상기 만드릴(10)에 끼워지는 호스(50)의 일단면과 접해 위치한다. 상기 삽입부캡(30)은 상기 고정부캡(20)의 반대쪽 만드릴의 타단에 장착되며, 상기 만드릴(10)에 호스(50) 삽입시 분리 및 호스(50) 삽입 후 고정되어 상기 만드릴(10)에 끼워지는 호스(50)를 고정한다.

한편, 상기 만드릴(10) 내부에 진공을 형성하기 위하여 진공 형성 장치(40)를 구비한다. 상기 진공 형성 장치(40)는 상기 만드릴(10)의 내부에 진공을 형성하여 상기 호스(50)가 상기 만드릴(10)의 외주면에 압착되도록 한다. 상기 진공 형성 장치(40)에 의해 만드릴(10) 내부의 공기를 추출하기 위해 진공 형성 장치(40)는 상기 만드릴(10)에 형성된 진공 구멍(12)을 통해 연결된다. 상기 고정부캡(20)이 장착되는 쪽의 만드릴(10)의 일단에 외주면에서 내주면으로 진공 구멍(12)이 관통 형성되며, 상기 진공 구멍(12)은 후술할 진공/이형제 라인(45)에 연결되어 상기 진공 형성 장치(40)에 의해 만드릴(10)의 내부에 진공이 형성된다.

상기 만드릴 어셈블리는 전체적으로 소정 각도로 굴곡이 형성되어 있고, 호스(50)가 만드릴(10)에 끼워져 만드릴(10)의 형상대로 굴곡이 형성된다. 고정부캡(20)과 삽입부캡(30)은 상기 만드릴(10)의 양단에 각각 장착된다. 상기 호스(50)의 일단은 상기 고정부캡(20)의 고정부캡 날개부(22)와 만드릴(10) 외주면 사이에 끼워지고, 상기 호스(50)의 타단은 상기 삽입부캡(30)의 삽입부캡 날개부(38)와 만드릴(10) 외주면 사이에 끼워진다. 상기 만드릴(10)의 일단에 형성되어 있는 진공 구멍(12)을 통하여 진공 형성 장치(40)가 연결되어 있다. 상기 진공 형성 장치(40)에 의해 이형제와 공기를 추출하고 진공/이형제 라인(45)을 통해 버퍼 탱크(42)로 유출하여 진공을 형성한다.

도 2는 본 발명에 따른 만드릴을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 2를 참조하면, 만드릴(10)은 원하는 형상대로 호스(50)를 형성하도록 굴곡된 형태로 구비된다. 상기 만드릴(10)은 내부가 중공인 형태의 환형이며, 내부에 진공을 형성함으로써 호스(50)가 만드릴(10) 외부면에 흡착될 수 있다. 상기 만드릴(10)에 진공을 형성하기 위해 고정부캡(20)이 장착되는 만드릴(10)의 일단에 진공 구멍(12)이 형성되어 진공 형성 장치(40)에 연결된다. 또한, 삽입부캡(30)이 장착되는 만드릴(10)의 타단에 삽입부캡 구멍(32)이 형성될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 고정부캡을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 삽입부캡을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 3을 참조하면, 고정부캡(20)은 호스(50)의 외주면을 감쌀 수 있도록 고정부캡 날개부(22)가 형성되어 있다. 고정부캡(20)은 만드릴(10)의 일단에 장착되며, 만드릴(10)에 끼워지는 호스(50)의 일단면과 접하도록 내부에 단차가 형성되어 있다. 상기 고정부캡(20)은 상기 만드릴(10)에 대응하는 폭을 갖는 환형이며, 고정부캡(20)의 중공에 상기 만드릴(10)이 끼워진다. 도 4를 참조하면, 삽입부캡(30)은 상기 만드릴(10)에 대응하는 폭을 갖는 환형이며, 상기 삽입부캡(30)의 중공에 상기 만드릴(10)이 끼워진다. 한편, 상기 삽입부캡(30)의 외주면에서 내주면으로 삽입부캡 구멍(32)이 형성된다. 그리고, 상기 삽입부캡(30)의 일측면에서 타측면으로 암나사공(36)이 형성되고, 상기 암나사공(36)에는 가압부재인 볼트(34)가 체결된다. 상기 볼트(34)는 삽입부캡(30)을 가압하거나 가압해제한다. 상기 삽입부캡(30)의 삽입부캡 구멍(32)에 대응하여 상기 만드릴(10)의 외주면에서 내주면으로 공기 구멍(14)이 형성된다. 상기 삽입부캡(30)에는 상기 고정부캡(20)과 마찬가지로, 상기 만드릴(10)의 외주면을 감싸는 삽입부캡 날개부(38)가 형성된다. 상기 만드릴(10) 내부에 진공이 형성될 때 상기 삽입부캡 구멍(32)은 닫히고, 상기 호스(50)를 만드릴(10)로부터 분리하고자 할 때는 상기 삽입부캡 구멍(32)은 열린다.

도 5는 본 발명에 따른 만드릴 어셈블리가 진공 형성 장치에 연결된 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 5를 살펴보면, 상기 진공 형성 장치(40)는 버퍼 탱크(42), 및 진공 펌프(44)를 구비한다. 상기 버퍼 탱크(42)는 상기 만드릴(10)의 진공 구멍(12)에 연결되고 이형제를 드레인하고 공기를 뽑아내는 진공/이형제 라인(45)을 구비한다. 상기 진공/이형제 라인(45)을 통해 만드릴(10) 내부의 공기와 이형제가 추출된 후, 상기 버퍼 탱크(42) 하부의 이형제 라인(47)을 통해 버퍼 탱크(42)에 잔류되는 이형제가 외부로 드레인된다. 또한, 상기 버퍼 탱크(42)의 상부로 진공 라인(46)이 구비되어 버퍼 탱크(42)에 공기가 배출된다. 상기 버퍼 탱크(42)로부터 공기를 추출하기 위해 진공 펌프(44)가 구비된다. 상기 진공 펌프(44)의 작동에 의해 진공 라인(46)을 거쳐 추출된 공기를 외부로 보낸다. 진공의 정도를 측정하기 위해 상기 진공 라인(46)과 진공 펌프(44) 사이에 진공 게이지(48)가 설치될 수도 있다.

도 6a 내지 6c는 본 발명에 따른 만드릴 어셈블리를 이용하여 굴곡이 있는 가류호스를 제조하는 단계를 나타내는 도면이다.

먼저, 성형해야 할 호스(50)를 적당한 길이로 절단한 후 만드릴(10)에 삽입한다. 즉, 고정부캡(20)이 장착된 만드릴(10)에 호스(50)의 일단면이 상기 고정부캡(20)에 접하도록 호스(50)를 삽입한다. 상기 호스(50)는 만드릴(10)에 장착된 고정부캡(20)에 끝까지 밀어 넣는다(도 6a). 그 후, 상기 고정부캡(20)이 장착된 만드릴(10)의 타단에 삽입부캡(30)을 장착한다(도 6b). 상기 삽입부캡(30)의 삽입부캡 날개부(38)가 호스(50)의 외주면을 감싸 상기 호스(50)가 단단하게 고정된다. 그리고, 상기 고정부캡(20)과 삽입부캡(30)이 호스(50)와 함께 장착된 만드릴(10)의 내부에 진공을 형성하기 위해 만드릴(10)의 일단에 형성된 진공 구멍(12)에 진공 형성 장치(40)를 연결하여 상기 만드릴(10) 내부에 진공을 형성하고 가류한다(도 6c). 상기 진공 펌프(44)를 작동시켜 만드릴(10) 내부의 공기를 추출한다. 그리고, 상기 만드릴(10)의 내부에 진공을 형성한 후 고온으로 가류하여 호스(50)의 형태를 만들고, 삽입부캡(30) 쪽의 호스(50) 끝단을 절단한다. 마지막으로, 만드릴 어셈블리를 호스(50)로부터 분리함으로써 원하는 곡률 형상의 호스(50)를 제조할 수 있다.

이와 같이, 상기 만드릴(10) 내부에 진공을 형성하기 위해 고정부캡(20) 쪽의 진공 구멍(12)을 통해 공기를 추출하는 경우 삽입부캡(30) 쪽의 호스(50) 끝단을 가류 이후 절단한다. 또한, 삽입부캡(30) 부위의 삽입부캡 구멍(32)을 통해서 만드릴(10) 내부에 진공을 형성할 수도 있는데, 이 때는 고정부캡(20) 쪽의 호스(50) 끝단을 가류 이후 절단한다. 한편, 고정부캡(20) 및 삽입부캡(30) 부위의 구멍들(12, 32) 모두를 통해 만드릴(10) 내부에 진공을 형성할 수도 있는데, 이 때는 고정부캡(20)과 삽입부캡(30) 쪽의 호스(50) 끝단을 모두 절단하지 않는다.

상기 검토한 바와 같이, 무절단용 진공 만드릴 어셈블리를 이용함으로써 2차 절단 공정이 필요치 않으므로 호스의 물량을 절감할 수 있고, 제조공정을 단순화할 수 있다.

이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 만드릴 12: 진공 구멍
14: 공기 구멍 20: 고정부캡
22: 고정부캡 날개부 30: 삽입부캡
32: 삽입부캡 구멍 34: 볼트
36: 암나사공 38: 삽입부캡 날개부
40: 진공 형성 장치 42: 버퍼 탱크
44: 진공 펌프 45: 진공/이형제 라인
46: 진공 라인 47: 이형제 라인
48: 진공 게이지 50: 호스

Claims (12)

1. 외주면에 끼워지는 호스에 굴곡을 형성하도록 굴곡이 형성된 만드릴;
   상기 만드릴의 일단에 장착되며, 상기 만드릴에 끼워지는 호스의 일단면과 접해 위치하는 고정부캡;
   상기 고정부캡의 반대쪽 만드릴의 타단에 장착되며, 상기 만드릴에 호스 삽입시 분리 및 호스 삽입 후 고정되어 상기 만드릴에 끼워지는 호스를 고정하는 삽입부캡; 및
   상기 만드릴의 내부에 진공을 형성하여 상기 호스가 상기 만드릴의 외주면에 압착되도록 하는 진공 형성 장치를 포함하고,
   상기 고정부캡이 장착되는 상기 만드릴의 일단의 외주면에서 내주면으로 진공 구멍이 형성되며, 상기 진공 구멍을 통하여 상기 진공 형성 장치에 의해 상기 만드릴의 내부에 진공을 형성하고,
   상기 진공 형성 장치는, 상기 만드릴의 진공 구멍에 연결되고 이형제를 드레인하고 공기를 뽑아내는 진공/이형제 라인을 구비하는 버퍼 탱크와, 상기 버퍼 탱크로부터 공기를 추출하는 진공 펌프를 구비하는 것을 특징으로 하는 만드릴 어셈블리.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 고정부캡은 상기 만드릴에 대응하는 폭을 갖는 환형이며, 상기 고정부캡의 중공에 상기 만드릴이 끼워지는 것을 특징으로 하는 만드릴 어셈블리.
4. 제3항에 있어서,
   상기 고정부캡에는 상기 만드릴에 끼워지는 호스의 외주면을 감싸는 고정부캡 날개부가 형성된 것을 특징으로 하는 만드릴 어셈블리.
5. 제1항에 있어서,
   상기 삽입부캡은 상기 만드릴에 대응하는 폭을 갖는 환형이며, 상기 삽입부캡의 중공에 상기 만드릴이 끼워지는 것을 특징으로 하는 만드릴 어셈블리.
6. 제5항에 있어서,
   상기 삽입부캡의 외주면에서 내주면으로 공기 구멍이 형성되고, 상기 삽입부캡의 일측면에서 타측면으로 암나사공이 형성되며, 상기 암나사공에는 가압부재인 볼트가 체결되어 회전하면서 상기 삽입부캡을 가압하거나 가압해제하는 것을 특징으로 하는 만드릴 어셈블리.
7. 제6항에 있어서,
   상기 삽입부캡에는 상기 만드릴에 끼워지는 호스의 외주면을 감싸는 삽입부캡 날개부가 형성된 것을 특징으로 하는 만드릴 어셈블리.
8. 제6항에 있어서,
   상기 삽입부캡이 장착되는 상기 만드릴의 타단의 공기 구멍을 통하여 상기 진공 형성 장치에 의해 상기 만드릴의 내부에 진공을 형성하는 것을 특징으로 하는 만드릴 어셈블리.
9. 삭제
10. 제1항, 제3항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 따른 만드릴 어셈블리를 이용한 호스 성형 방법으로서,
    고정부캡이 장착된 만드릴에 호스의 일단면이 상기 고정부캡에 접하도록 상기 호스를 삽입하는 단계;
    상기 고정부캡이 장착된 만드릴의 타단에 삽입부캡을 장착하는 단계;
    상기 고정부캡 부위로부터 상기 만드릴 내부의 공기를 추출하여 진공을 형성하고 가류하는 단계; 및
    상기 삽입부캡 부위의 호스 끝단을 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 호스 성형 방법.
11. 제1항, 제3항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 따른 만드릴 어셈블리를 이용한 호스 성형 방법으로서,
    고정부캡이 장착된 만드릴에 호스의 일단면이 상기 고정부캡에 접하도록 상기 호스를 삽입하는 단계;
    상기 고정부캡이 장착된 만드릴의 타단에 삽입부캡을 장착하는 단계;
    상기 삽입부캡 부위로부터 상기 만드릴 내부의 공기를 추출하여 진공을 형성하고 가류하는 단계; 및
    상기 고정부캡 부위의 호스 끝단을 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 호스 성형 방법.
12. 제1항, 제3항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 따른 만드릴 어셈블리를 이용한 호스 성형 방법으로서,
    고정부캡이 장착된 만드릴에 호스의 일단면이 상기 고정부캡에 접하도록 상기 호스를 삽입하는 단계;
    상기 고정부캡이 장착된 만드릴의 타단에 삽입부캡을 장착하는 단계; 및
    상기 고정부캡 및 삽입부캡 부위로부터 상기 만드릴 내부의 공기를 추출하여 진공을 형성하고 가류하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 호스 성형 방법.
    

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