KR102176387B1

KR102176387B1 - 파이프 엘리먼트에 홈을 형성하는 방법 및 디바이스

Info

Publication number: KR102176387B1
Application number: KR1020197021892A
Authority: KR
Inventors: 매튜 제이. 푸지오; 더글라스 알. 돌; 안쏘니 프라이스; 다니엘 비. 비카리오
Original assignee: 빅톨릭 컴패니
Priority date: 2013-08-12
Filing date: 2014-07-18
Publication date: 2020-11-10
Also published as: AU2019246913A1; CA3048222A1; TW201801820A; TWI576178B; IL243412B; PL3537097T3; JP2018140443A; IL263897B; AU2014307028B2; AU2020217325A1; TWI632962B; TWI693116B; KR101973474B1; MX2019014179A; BR112016002972B1; IL267281B; IL287072A; IL287072B; DK3537097T3; HK1222219A1

Abstract

파이프 엘리먼트를 냉간 가공하기 위해 대향 롤러를 사용하여 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법은 파이프 엘리먼트를 롤러 사이에서 회전시키면서 홈의 직경을 결정한다. 그 방법을 실행하기 위한 디바이스는, 디바이스의 동작을 제어하기 위해 피드백 루프에서 홈 직경의 순시 판정을 이용하고 홈 직경이 지정된 오차 내에 있을 때 홈 형성을 중지한다.

Description

파이프 엘리먼트에 홈을 형성하는 방법 및 디바이스{METHOD AND DEVICE FOR FORMING GROOVES IN PIPE ELEMENTS}

본 발명은 파이프 엘리먼트의 원주 홈을 형성하기 위한 방법 및 디바이스에 관한 것이다.

예를 들어 엘보우, 티, 캡 및 스트레이트을 포함하는 피팅 및 밸브, 스트레이너, 엔드 캡 및 펌프 흡입구 및 배출구와 같은 부품은 물론 파이프 스톡과 같은 임의의 파이프형 아이템을 포함하는, 파이프 엘리먼트는 기계적 파이프 커플링을 이용하여 종단간(end to end) 관계로 밀봉되게 결합될 수도 있으며, 그 예는 미국 특허 제 7,086,131호에 개시되어 있다. 커플링은 나사식 패스너에 의해 종단간 결합되는 2개 이상의 세그먼트들로 형성된다. 사용시, 커플링 세그먼트는 파이프 엘리먼트 둘레에 위치되며 나사식 패스너를 조임으로써 서로를 향해 그리고 파이프 엘리먼트와 계합되게 드로잉된다. 파이프 엘리먼트는, 내부 유체로부터의 내부 압력하에 있는 때 파이프 엘리먼트들에 의해 경험되는 부하를 밀어내는 포지티브 제한을 제공하기 위해서 파이프 커플링 상에 키를 방사상으로 돌출시키는 것에 의해 계합되는 원주 홈을 가질 수도 있다. 종종 링의 형태인, 엘라스토머 개스킷이 커플링 세그먼트와 파이프 엘리먼트 사이에 배치되어 결합부의 유체 기밀성을 보장한다. 개스킷이 누출을 방지하는데 여전히 효과적인 상태에 있는 최대 압력을 높이기 위해, 개스킷은 파이프 엘리먼트 내의 내부 유체 압력을 사용하는 글랜드를 가질 수도 있다. 캐스킷은 커플링 세그먼트와 파이프 엘리먼트 사이에서 방사상으로 압축되어 원하는 유체 기밀 밀봉을 수행한다.

홈이 형성된 파이프 엘리먼트와의 기계적 커플링을 이용하여 유체 기밀 결합부를 형성하기 위해서, 홈이 커플링 엘리먼트의 키에 적절히 계합하고 또한 세그먼트가 서로를 향해 이동되어 개스킷을 충분히 압축하게 하여 유체 기밀 밀봉을 수행하도록 파이프 엘리먼트의 원주 홈의 치수를 제어하는 것이 필요하다. 홈은, 실질적으로 평행한 회전축을 중심으로 파이프 엘리먼트의 재료를 방향을 바꾸면서, 통상적으로 유압 수단에 의해 파이프 엘리먼트의 재료를 변위하도록 서로를 향해 강제되는 대향 롤러 사이에서 파이프 엘리먼트의 측벽을 냉간 가공함으로써 형성된다. 파이프 엘리먼트는 대응하여 회전하고 (또는 롤러가 파이프 원주 둘레로 궤도를 돌고) 홈은 파이프 엘리먼트 원주 주위에 형성된다. 홈의 치수 제어는 파이프 치수의 허용 오차에 의해 어려워진다. 예를 들어, 스틸 파이프의 경우, 직경에 대한 오차는 +/- 1% 만큼 클 수도 있고, 벽 두께 오차는 고정 상한 없이 -12.5%이며, 진원도 오차는 +/- 1%이다. 이들의 비교적 큰 치수 오차는, 냉간 가공에 의해 원주 홈을 형성하는 때에 과제를 준다. 홈을 형성할 때 홈 형성 롤러의 움직임을 제어하기 위해서, 홈이 형성되는 경우, 홈 직경과 같은 파라미터를 능동적으로 측정하고 이러한 측정을 사용하는 방법 및 장치를 개발하는 것이 유리할 것이다. 이것은 시험적인 홈을 방지하고 종래 기술의 절차를 측정/조정할 것이다.

본 발명은 파이프 엘리먼트의 원주 홈을 형성하기 위한 방법 및 디바이스를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 종축을 갖는 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법에 관한 것이다. 그 방법은 구동 롤러 및 홈가공 롤러를 사용하여 수행된다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 그 방법은:

파이프 엘리먼트를 구동 롤러와 계합하는 단계;

홈가공 롤러를 파이프 엘리먼트와 계합하는 단계;

파이프 엘리먼트의 재료를 변위시키도록 파이프 엘리먼트에 대해 홈가공 롤러를 강제하면서 파이프 엘리먼트를 종축을 중심으로 하여 회전시킴으로써 홈을 형성하는 단계;

파이프 엘리먼트를 회전시키면서 홈의 원주를 측정하는 단계;

홈의 원주를 이용하여 홈의 직경을 결정하는 단계;

홈의 직경을 원하는 오차 범위와 비교하는 단계; 및

홈 직경이 원하는 홈 오차 범위 내가 될 때까지 형성하고, 측정하고, 결정하고, 그리고 비교하는 단계를 반복하는 단계를 포함한다.

이러한 예시적인 방법은:

파이프의 직경을 결정하는 단계;

파이프 엘리먼트의 직경을 파이프 엘리먼트의 직경에 대한 오차 범위와 비교하는 단계;

파이프 엘리먼트의 직경이 파이프 엘리먼트의 직경에 대한 오차 범위 내에 있지 않은 경우 파이프 엘리먼트에 홈을 형성하기 이전에 파이프 엘리먼트를 거부하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

방법의 특정 실시예에서, 파이프 엘리먼트의 직경을 결정하는 단계는:

홈가공 롤러와 파이프 엘리먼트를 계합한 상태에서 파이프 엘리먼트를 회전시키고, 홈가공 롤러는 파이프 엘리먼트에 대응하여 회전하는 단계;

파이프 엘리먼트와 계합된 홈가공 롤러의 표면의 직경을 아는 단계;

파이프 엘리먼트의 각 회전에 대한 홈가공 롤러의 회전수 및 그 분율들을 결정하는 단계; 및

파이프 엘리먼트의 직경, 파이프 엘리먼트의 직경에 비례하는 파이프 엘리먼트의 회전당 아이들러 롤러의 회전수 및 그 분율들을 계산하는 단계를 포함할 수도 있다.

예로써, 홈가공 롤러의 회전수 및 그 분율을 결정하는 단계는, 파이프 엘리먼트의 적어도 1회의 회전에 대한 홈가공 롤러의 회전수 및 그 분율을 카운트하는 것을 포함할 수도 있다.

예시적인 방법의 실시형태에서, 파이프 엘리먼트의 적어도 1회의 회전을 결정하는 단계는:

파이프 엘리먼트의 외부 표면과 대비되는 광 반사 표면으로 파이프 엘리먼트의 외부 표면을 마킹하는 단계;

파이프 엘리먼트의 외부 표면 상에 광을 비추는 단계;

파이프 엘리먼트를 회전시키면서 광 반사 표면으로부터의 제 1 및 제 2 광 반사를 감지하는 단계에 의해 수행된다.

특정한 예시적인 실시형태에서, 홈가공 롤러를 파이프 엘리먼트와 계합하는 단계는 파이프 엘리먼트를 홈가공 롤러와 구동 롤러 사이에 유지하기에 충분한 힘으로 그 사이에 파이프 엘리먼트를 핀치하는 것을 포함한다. 본 발명의 예시적인 실시형태는 파이프 엘리먼트의 내부 표면을 구동 롤러와 계합하고 파이프 엘리먼트의 외부 표면을 홈가공 롤러와 계합하는 것을 포함한다.

예로써, 그 방법은 파이프 엘리먼트의 적어도 하나의 특성에 기초하여 파이프 엘리먼트를 회전시키기 위해 회전 속도를 선택하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 파이프 엘리먼트의 적어도 하나의 특성은 파이프 엘리먼트의 직경, 벽 두께, 재료 및 그 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택될 수도 있다.

마찬가지로, 예로써, 그 방법은 파이프 엘리먼트의 적어도 하나의 특성에 기초하여 파이프 엘리먼트에 대해 홈가공 롤러를 강제하기 위한 힘을 선택하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 파이프 엘리먼트의 적어도 하나의 특성은 파이프 엘리먼트의 직경, 벽 두께, 재료 및 그 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택될 수도 있다.

다시 예로써, 그 방법은 파이프 엘리먼트의 적어도 하나의 특성에 기초하여 파이프 엘리먼트에 홈을 형성하기 위한 홈가공 롤러의 공급율을 선택하는 단계를 포함할 수도 있다. 파이프 엘리먼트의 적어도 하나의 특성은 파이프 엘리먼트의 직경, 벽 두께, 재료 및 그 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택될 수도 있다.

방법의 예시적인 실시형태에서, 홈의 직경을 결정하는 단계는:

파이프 엘리먼트 내의 홈과 계합된 홈가공 롤러의 표면의 직경을 아는 단계;

파이프 엘리먼트의 각 회전에 대한 홈가공 롤러의 회전수 및 그 분율들을 결정하는 단계;

홈의 직경, 홈의 직경에 비례하는 파이프 엘리먼트의 회전당 홈가공 롤러의 회전수 및 그 분율들을 계산하는 단계를 포함한다.

부가하여 예로써, 홈가공 롤러의 회전수 및 그 분율을 결정하는 단계는, 파이프 엘리먼트의 적어도 1회의 회전에 대한 홈가공 롤러의 회전수 및 그 분율을 카운트하는 것을 포함할 수도 있다.

예시적인 실시형태에서, 파이프 엘리먼트의 적어도 1회의 회전을 결정하는 단계는:

파이프 엘리먼트의 외부 표면 상에 광을 비추는 단계;

파이프 엘리먼트를 회전시키면서 광 반사 표면으로부터의 제 1 및 제 2 광 반사를 감지하는 단계에 의해 수행될 수도 있다.

부가하여, 예시적인 방법은 파이프 엘리먼트를 회전시키면서 파이프 엘리먼트에 원주 홈에 근접하는 복수의 치수를 측정하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 예시적인 실시형태에서, 복수의 치수를 측정하는 단계는 홈의 단부로부터 파이프의 단부까지의 거리, 홈의 폭, 홈의 깊이, 파이프의 플레어 높이, 및 그 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 치수를 측정하는 단계를 포함한다.

본 발명은 또한 구동 롤러 및 아이들러 롤러를 사용하여 종축을 갖는 파이프 엘리먼트를 프로세싱하는 방법을 포괄한다. 예시적인 실시형태에서, 그 방법은 다음 단계들에 의해 파이프 엘리먼트의 직경을 결정하는 것을 포함한다:

파이프 엘리먼트를 구동 롤러와 계합하는 단계;

아이들러 롤러를 파이프 엘리먼트와 계합하는 단계;

파이프 엘리먼트에 대응하여 회전하는 아이들러 롤러와 파이프 엘리먼트를 계합한 상태에서, 파이프 엘리먼트를 종축을 중심으로 하여 회전시키는 단계;

파이프 엘리먼트와 계합된 아이들러 롤러의 표면의 직경 또는 원주를 아는 단계;

파이프 엘리먼트의 각 회전에 대한 아이들러 롤러의 회전수 및 그 분율들을 결정하는 단계; 및

파이프 엘리먼트의 회전당 아이들러 롤러의 회전수 및 그 분율들을 이용하여 파이프 엘리먼트의 직경을 계산하는 단계.

이 예에서, 아이들러 롤러의 회전수 및 그 분율들을 결정하는 단계는, 파이프 엘리먼트의 적어도 1회의 회전에 대한 아이들러 롤러의 회전수 및 그 분율들을 카운트하는 단계를 포함할 수도 있다.

예시적인 방법은:

파이프 엘리먼트의 직경이 파이프 엘리먼트의 직경에 대한 오차 범위 내에 있지 않은 경우 파이프 엘리먼트를 거부하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

예로써, 파이프 엘리먼트의 적어도 1회의 회전은 다음 단계에 의해 결정될 수도 있다:

파이프 엘리먼트의 외부 표면 상에 광을 비추는 단계;

파이프 엘리먼트를 회전시키면서 광 반사 표면으로부터의 제 1 및 제 2 광 반사를 감지하는 단계.

또 다른 예시적인 실시형태에서, 파이프 엘리먼트의 적어도 1회의 회전은 다음 단계에 의해 결정될 수도 있다:

파이프 엘리먼트의 표면 상에 자석을 위치시키는 단계;

파이프 엘리먼트를 회전시키면서 제 1 및 제 2 자계를 감지하는 단계.

특정한 예시적인 실시형태에서, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 종축을 중심으로 하여 다음 단계에 의해 형성하기 위해서 홈가공 롤러로서 아이들러 롤러를 사용할 수도 있다:

파이프 엘리먼트를 회전시키면서 파이프 엘리먼트의 재료를 변위시키도록 파이프 엘리먼트에 대해 홈가공 롤러를 강제시키는 단계;

홈의 원주를 이용하여 홈의 직경을 결정하는 단계;

홈의 직경에 대한 오차 범위와 홈의 직경을 비교하는 단계;

홈의 직경이 오차 범위 내가 될 때까지 형성하고, 측정하고, 결정하고 그리고 비교하는 것을 반복하는 단계.

예로써, 파이프 엘리먼트를 회전시키면서 홈의 원주를 측정하는 단계는 다음 단계를 포함할 수도 있다:

홈과 계합된 홈가공 롤러의 표면의 직경 또는 원주를 아는 단계;

파이프 엘리먼트의 각 회전에 대한 홈가공 롤러의 회전수 및 그 분율을 결정하는 단계; 및

파이프 엘리먼트의 각 회전에 대한 홈가공 롤러의 회전수 및 그 분율 그리고 표면의 직경 또는 원주를 이용하여 홈의 원주를 계산하는 단계.

특정 예에서, 홈가공 롤러의 회전수 및 그 분율을 결정하는 단계는, 파이프 엘리먼트의 적어도 1회의 회전에 대한 홈가공 롤러의 회전수 및 그 분율을 카운트하는 것을 포함할 수도 있다.

추가 예는 파이프 엘리먼트를 회전시키면서 제 1 및 제 2 시간에 파이프 엘리먼트에 대한 특징을 감지함으로써 파이프 엘리먼트의 적어도 1회의 회전을 결정하는 단계를 포함한다.

추가 예로써, 파이프 엘리먼트의 적어도 1회의 회전은 다음 단계에 의해 결정될 수도 있다:

파이프 엘리먼트의 외부 표면 상에 광을 비추는 단계;

또 다른 예에서, 파이프 엘리먼트의 적어도 1회의 회전은 다음 단계에 의해 결정될 수도 있다:

파이프 엘리먼트의 표면 상에 자석을 위치시키는 단계;

또 다른 예시적인 실시형태에서, 홈가공 롤러는 다음 단계에 의해 파이프 엘리먼트에 종축을 중심으로 하여 원주 홈을 형성하기 위해서 사용될 수도 있다:

홈의 원주를 이용하여 홈의 직경을 결정하는 단계;

홈의 직경에 대한 오차 범위와 홈의 직경을 비교하는 단계;

특정 실시형태에서, 파이프 엘리먼트를 회전시키면서 홈의 원주를 측정하는 단계는 다음 단계를 포함할 수도 있다:

아이들러 롤러를 홈 내의 파이프 엘리먼트와 계합하는 단계;

홈 내의 파이프 엘리먼트와 계합된 아이들러 롤러의 표면의 직경 또는 원주를 아는 단계;

추가 예로써, 아이들러 롤러의 회전수 및 그 분율을 결정하는 단계는, 파이프 엘리먼트의 적어도 1회의 회전에 대한 아이들러 롤러의 회전수 및 그 분율을 카운트하는 단계를 포함할 수도 있다.

또 다른 예시적인 실시형태는 다음 단계에 의해 파이프 엘리먼트의 적어도 1회의 회전을 결정하는 단계를 포함할 수도 있다:

파이프 엘리먼트의 외부 표면 상에 광을 비추는 단계;

파이프 엘리먼트의 표면 상에 자석을 위치시키는 단계;

본 발명은 종축을 갖는 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 디바이스를 또한 포괄한다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 디바이스는 구동 롤러 축을 중심으로 하여 회전가능한 구동 롤러를 포함한다. 구동 롤러 축이 파이프 엘리먼트의 종축과 실질적으로 평행하게 배향되는 경우 구동 롤러가 파이프 엘리먼트의 내부 표면과 계합가능하다. 홈가공 롤러는 구동 롤러 축에 실질적으로 평행하게 배향되는 홈가공 롤러 축을 중심으로 회전가능하다. 홈가공 롤러는 알려진 직경을 갖는다. 홈가공 롤러는, 파이프 엘리먼트의 외부 표면을 강력히 계합하고 파이프 엘리먼트의 회전시 내부에 홈을 형성하도록 구동 롤러를 향해 및 구동 롤러로부터 멀리 이동가능하다. 제 1 센서는 홈가공 롤러의 회전 정도를 결정하고 그것을 나타내는 제 1 신호를 생성하기 위해서 사용된다. 제 2 센서는 파이프 엘리먼트의 회전 정도를 결정하고 그것을 나타내는 제 2 신호를 생성하기 위해서 사용된다. 제어 시스템은 제 1 및 제 2 신호를 수신하고, 홈의 직경을 결정하기 위해서 제 1 및 제 2 신호를 사용하고, 그리고 홈의 직경에 대응하여 구동 롤러를 향해 및 구동 롤러로부터 멀리 홈가공 롤러의 이동을 제어하도록 구성된다.

예로써, 제 1 센서는 홈가공 롤러와 작동되도록 연관된 회전 인코더를 포함할 수도 있다. 또한 예로써, 제 2 센서는 파이프 엘리먼트의 외부 표면에 부착된 광 반사 표면을 포함할 수도 있다. 광 반사 표면은 파이프 엘리먼트의 외부 표면과 대비된다. 파이프 엘리먼트의 외부 표면 및 이에 부착된 광 반사 표면 상에 광을 투사하기 광 프로젝터가 배치된다. 광 반사 표면으로부터의 반사시 광 프로젝터에 의해 투사된 광을 검출하도록 구성된 검출기는 이를 나타내는 신호를 생성한다. 예로써, 광 프로젝터는 레이저를 포함할 수도 있다. 또한 예에서, 광 반사 표면은 경면 반사 표면, 확산 반사 표면, 대비색 반사 표면 및 그 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택될 수도 있다. 다른 예시적인 실시형태에서, 제 2 센서는 파이프 엘리먼트의 표면에 부착된 자석을 포함한다. 검출기는 자계를 검출하도록 구성된다. 검출기는 이를 나타내는 신호를 생성한다. 또 다른 예시적인 실시형태에서, 디바이스는 파이프 엘리먼트의 적어도 일부분의 표면 프로파일을 측정하고 이를 나타내는 신호를 생성하기 위한 제 3 센서를 더 포함할 수도 있다. 제 3 센서는 예를 들어 파이프 엘리먼트의 적어도 부분을 따라 팬 형상의 빔을 투사하도록 구성된 레이저를 포함할 수도 있다. 검출기는 파이프 엘리먼트의 부분으로부터 팬 형상의 빔의 반사를 수신한다. 산출부는 삼각 측량을 이용하여 반사를 표면 프로파일을 나타내는 측정치로 변환한다. 산출부는 이후 측정치를 나타내는 신호를 생성하고 그 신호를 제어 시스템으로 송신한다.

예로써, 홈가공 롤러가 제어 시스템에 의해 제어되는 액추에이터 상에 탑재될 수도 있으며, 이 액추에이터는 예를 들어 유압 램을 포함한다.

본 발명은 종축을 갖는 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 디바이스를 또한 포괄한다. 예시적인 실시형태에서, 디바이스는 구동 롤러 축을 중심으로 하여 회전가능한 구동 롤러를 포함한다. 구동 롤러 축이 파이프 엘리먼트의 종축과 실질적으로 평행하게 배향되는 경우 구동 롤러가 파이프 엘리먼트의 내부 표면과 계합가능하다. 홈가공 롤러는 구동 롤러 축에 실질적으로 평행하게 배향되는 홈가공 롤러 축을 중심으로 회전가능하다. 홈가공 롤러는, 파이프 엘리먼트의 회전시 파이프 엘리먼트의 재료를 변위시키고 내부에 홈을 형성하도록 파이프 엘리먼트의 외부 표면을 강력히 계합하기 위해서 구동 롤러를 향해 및 구동 롤러로부터 멀리 이동가능하다. 아이들러 롤러는, 구동 롤러 축에 실질적으로 평행하게 배향되는 아이들러 롤러 축을 중심으로 회전가능하다. 아이들러 롤러는 알려진 직경을 갖는다. 아이들러 롤러는, 파이프 엘리먼트의 회전시 회전하도록 파이프 엘리먼트의 외부 표면을 계합하기 위해서 구동 롤러를 향해 및 구동 롤러로부터 멀리 이동가능하다. 제 1 센서는 아이들러 롤러의 회전 정도를 결정하고 그것을 나타내는 제 1 신호를 생성한다. 제 2 센서는 파이프 엘리먼트의 회전 정도를 결정하고 그것을 나타내는 제 2 신호를 생성한다. 제어 시스템은 제 1 및 제 2 신호를 수신하고, 그리고 제 1 및 제 2 신호를 사용하여 홈의 직경을 결정하고 홈의 직경에 대응하여 구동 롤러를 향해 및 구동 롤러로부터 멀리 홈가공 롤러의 이동을 제어하도록 구성된다.

특정한 예시적인 실시형태에서, 제 1 센서는 아이들러 롤러와 작동되도록 연관된 회전 인코더를 포함한다. 추가 예로써, 제 2 센서는 파이프 엘리먼트의 외부 표면에 부착된 광 반사 표면을 포함할 수도 있다. 광 반사 표면은 파이프 엘리먼트의 외부 표면과 대비된다. 파이프 엘리먼트의 외부 표면 및 이에 부착된 광 반사 표면 상에 광을 투사하기 광 프로젝터가 배치된다. 검출기는 광 반사 표면으로부터의 반사시 광 프로젝터에 의해 투사된 광을 검출하도록 구성되며, 그 검출기는 이를 나타내는 신호를 생성한다. 광 프로젝터는 예를 들어 레이저를 포함할 수도 있다.

다른 예시적인 실시형태에서, 제 2 센서는 파이프 엘리먼트의 표면에 부착된 자석을 포함할 수도 있다. 검출기는 자계를 검출하도록 구성된다. 검출기는 이를 나타내는 신호를 생성한다. 예시적인 디바이스는 파이프 엘리먼트의 적어도 일부분의 표면 프로파일을 측정하고 이를 나타내는 신호를 생성하기 위한 제 3 센서를 더 포함할 수도 있다. 특정한 예시적인 실시형태에서, 제 3 센서는 파이프 엘리먼트의 적어도 부분을 따라 팬 형상의 빔을 투사하도록 구성된 레이저를 포함한다. 검출기는 파이프 엘리먼트의 부분으로부터 팬 형상의 빔의 반사를 수신하도록 구성된다. 산출부는 삼각 측량을 이용하여 반사를 표면 프로파일을 나타내는 측정치로 변환한다. 센서는 측정치를 나타내는 신호를 생성하고 그 신호를 제어 시스템으로 송신한다.

특정한 예시적인 실시형태에서, 홈가공 롤러는 제어 시스템에 의해 제어되는 액추에이터 상에 탑재된다. 마찬가지로 예로써, 아이들러 롤러는 제어 시스템에 의해 제어되는 액추에이터 상에 탑재될 수도 있다.

종축을 갖는 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하기 위한 디바이스의 또 다른 예시적인 실시형태에서, 디바이스는 구동 롤러 축을 중심으로 하여 회전가능한 구동 롤러를 포함한다. 구동 롤러 축이 파이프 엘리먼트의 종축과 실질적으로 평행하게 배향되는 경우 구동 롤러가 파이프 엘리먼트의 내부 표면과 계합가능하다. 구동 롤러 축에 실질적으로 평행하게 배향되는 홈가공 롤러 축을 중심으로 하여 회전가능한 홈가공 롤러는 알려진 직경을 갖는다. 홈가공 롤러는, 파이프 엘리먼트의 외부 표면을 강력히 계합하고 파이프 엘리먼트의 회전시 내부에 홈을 형성하도록 구동 롤러를 향해 및 구동 롤러로부터 멀리 이동가능하다. 센서는 파이프 엘리먼트의 적어도 일부분의 표면 프로파일을 측정하고 이를 나타내는 신호를 생성하기 위해서 사용된다. 신호를 수신하도록 구성된 제어 시스템은 신호를 이용하여, 홈의 직경을 결정하고 홈의 직경에 대응하여 구동 롤러를 향해 및 구동 롤러로부터 멀리 홈가공 롤러의 이동을 제어한다.

특정한 예시적인 실시형태에서, 센서는 파이프 엘리먼트의 적어도 부분을 따라 팬 형상의 빔을 투사하도록 구성된 레이저를 포함한다. 검출기는 파이프 엘리먼트의 부분으로부터 팬 형상의 빔의 반사를 수신한다. 산출부는 삼각 측량을 이용하여 반사를 표면 프로파일을 나타내는 측정치로 변환하고, 그 측정치를 나타내는 신호를 생성하며, 그리고 그 신호를 제어 시스템으로 송신한다.

본 발명은 파이프 엘리먼트의 원주 홈을 형성하기 위한 방법 및 디바이스를 제공하는 효과가 있다.

도 1 및 1a는 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하기 위한 디바이스의 예시적인 실시형태의 등각도이다.
도 2는 도 1에 도시된 디바이스의 일부분의 등각도이다.
도 3, 도 3a, 도 4 및 도 5는 도 1에 도시된 디바이스의 일부분의 등각도이다.
도 6은 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 예시적인 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 도 1에 도시된 디바이스의 일부분의 등각도이다.
도 8은 원주 홈을 갖는 파이프 엘리먼트의 종단면도이다.
도 9-도 17은 도 8에 도시된 파이프 엘리먼트에 홈을 형성하는 예시적인 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 1은 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하기 위한 디바이스(10)의 예시적인 실시형태를 도시한다. 디바이스(10)는 축(14)을 중심으로 하여 회전가능한 구동 롤러(12)를 포함한다. 이 예에서, 구동 롤러(12)는 구동 롤러가 탑재되는 하우징(18) 내에 위치하는 전기 모터(16)에 의해 축(14)을 중심으로 하여 회전된다. 구동 롤러(12)는 후술하는 바와 같이 파이프 엘리먼트의 내부면과 계합가능한 외부 표면(20)을 갖는다. 이 예시적인 실시형태에서, 홈가공 롤러(22)인 아이들러 롤러도 또한 축(24)을 중심으로 한 회전을 위해 하우징(18) 상에 탑재된다. 축(14 및 24)은 실질적으로 서로 평행하여 원주 홈을 형성할 때 협업하는 것을 허용한다.

홈가공 롤러(22)는, 축(14 및 24)을 실질적으로 평행한 관계를 유지시키면서 홈가공 롤러가 화살표(28)로 표시된 방향으로 구동 롤러를 향해 및 구동 롤러로부터 멀리 이동되게 하는 요크(26)를 개재하여 하우징(18)에 탑재된다. 요크(26)의 이동 및 이로인한 홈가공 롤러(22)의 이동이 액추에이터(30)에 의해 실행된다. 유압 액추에이터는, 이들이 홈을 점진적으로 형성하기 위해 파이프 재료를 국소적으로 수득할 수 있는 미세한 증가분으로 조절가능한 큰 범위의 높은 힘을 제공하기 때문에 유리하다. 다른 유형의 액추에이터도 물론 가능하다.

도 2에 도시된 바와 같이, 디바이스는 또한 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 동안 축(24)을 중심으로 한 홈가공 롤러(22)의 회전의 정도를 결정하기 위한 제 1 센서(32)를 포함한다. 이 예시적인 실시형태에서, 제 1 센서(32)는 로터리 인코더를 포함한다. 로터리 인코더는, 이들이 우수한 신뢰성, 재현성, 정밀도와 분해능을 가져, 통상적으로 홈가공 롤러(22)의 회전 측정시 큰 정확성을 위해 600,060 이산 단계로 회전이 분할될 수 있게 하므로 유리하다. 류블랴나, 슬로베니아의 RLS에 의해 공급되는 로터리 인코더 모델 LM101C005BB20F00는 디바이스(10)로 적절한 실제적인 예로서 역할을 한다.

일반적으로, 파이프 엘리먼트의 적어도 한번의 회전은 파이프 엘리먼트를 회전시키면서 제 1 및 제 2 시간에 파이프 엘리먼트에 대한 특징을 감지함으로써 결정될 수도 있다. 이 특징은, 예를 들어, 어떤 특정한 목적을 위해 파이프에 위치하지 않는 고유 스크래치, 공구 마킹, 시임 또는 다른 특징과 같은 자연적으로 발생하는 특징일 수 있다. 그러나, 파이프 엘리먼트의 회전의 신뢰성 있고 정확한 결정을 보장하기 위해 용이하게 검출될 수 있는 특징을 파이프 엘리먼트 상에 배치하는 것이 유리하다. 두 가지 예가 후술되며, 다른 검출 방법도 또한 가능한 것으로 이해된다.

도 1을 다시 참조하면, 디바이스(10)는 파이프 엘리먼트의 회전의 정도를 결정하기 위한 제 2 센서(34)를 포함한다. 도 3은, 광 프로젝터(36), 예를 들어 레이저, 프로젝터의 광을 파이프 엘리먼트(40)로부터 반사될 때 검출하는 검출기(38), 및 파이프 엘리먼트(40)의 외부 표면(40b)에 부착되는 광 반사 표면(42)을 포함하는 제 2 센서(34)의 예를 도시한다. 광 반사 표면(42)은 반사하거나, 확산하거나, 또는 파이프 엘리먼트(40)의 외부 표면(40b)과는 다른 색을 가질 수도 있으므로 파이프 엘리먼트 외부 표면에 콘트라스트를 제공할 수 있다. 센서(34)는, 검출기(38)가 파이프 외부 표면(40b)으로부터 반사된 투사광과 대비 광 반사 표면(42) 사이의 차이를 검출하기 때문에 콘트라스트 센서로도 또한 알려져 있다. 34와 같은 콘트라스트 센서는 뉴 허드슨, 미시건의 Leuze Electronics에 의해 제조되며, 모델 번호 HRTL 3B/66-S8가 본원에 개시된 디바이스(10)로 가능하다. 광 반사 표면(42)이 프로젝터(36)로부터의 광 아래를 지나갈 때마다, 검출기는 그로부터의 반사를 검출하고 파이프 엘리먼트의 회전을 검출 및 카운트하기 위해서 사용될 수 있는 신호를 생성한다.

도 3a에 도시된 대안의 실시형태에서, 제 2 센서(34)는 자석 센서(35)을 포함할 수도 있다. 자석 센서(35)는 또한 표면, 예를 들어, 파이프 엘리먼트(40)의 외부 표면(40b)에 부착된 자석(37)의 통과를 감지하기 위해 유도성 또는 용량성 원리를 이용하는 비접촉 근접 센서이다. 자석(37)이 자석 센서(35)를 지나갈 때마다, 그것은 파이프 엘리먼트의 회전을 검출 및 카운트하기 위해서 사용될 수 있는 신호를 생성한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 디바이스(10)는 또한 파이프 엘리먼트의 적어도 일부분의 표면 프로파일을 측정하기 위한 제 3 센서(46)를 가질 수도 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제 3 센서(46)는 삼각 측량 센서이며, 프로파일(52)이 측정될 파이프 엘리먼트(40)의 외부 표면(40b)의 일부분을 따라 팬 형상의 빔(50)을 생산하도록 채택된 레이저(48)를 포함한다. 검출기(54)는 파이프 엘리먼트의 외부 표면 부분으로부터 팬 형상의 빔의 반사를 수신하도록 구성된다. 제 3 센서(46)는 또한 팬 형상의 빔의 반사를 외부 표면 프로파일을 나타내는 측정치로 변환하는 삼각 측량을 이용하는 계산기 유닛(55)을 포함한다.

도 1을 다시 참조하면, 디바이스(10)는 또한 제어 시스템(56)을 포함한다. 제어 시스템(56)은 전기 모터(16) 및 액추에이터(30)는 물론 센서(32, 34 및 46)와 통신한다. 통신은 전용 전기선(58)을 통과할 수도 있다. 제어 시스템은 파이프 엘리먼트에 홈을 형성하기 위해서 센서(32, 34 및 46)에 의해 생성된 신호를 수신하고 액추에이터(30) 및 모터(16)에 명령을 전송하여 디바이스(10)의 각종 부분의 동작을 제어한다. 센서(32)는 홈가공 롤러(22)의 회전을 나타내는 신호를 생성하고; 센서(34)는 파이프 엘리먼트(40)의 회전을 나타내는 신호를 생성하며(도 3도 참조); 그리고 센서(46)는 파이프 엘리먼트(40)의 외부 표면 프로파일을 나타내는 신호를 생성한다(도 7도 참조). 이들 신호는 제어 시스템으로 송신된다. 제어 시스템(56)은, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 것과 연관된 각종 기능을 실행하기 위해서 센서(32, 34 및 46)로부터의 신호를 해석한 다음 액추에이터(30) 및 모터(16)에 명령을 발행하는 상주 소프트웨어를 갖는, 컴퓨터 또는 프로그램 가능 로직 제어기를 포함할 수도 있다. 제어 시스템(56), 액추에이터(30), 모터(16) 및 센서(32, 34 및 46)는 함께 피드백 루프로 동작하여 후술되는 동작으로 홈을 자동적으로 형성한다.

도 1a는 아이들러 롤러(22)로부터 분리되는 제 2 아이들러 롤러(23)를 갖는 디바이스(10a)를 도시한다. 이 예시적인 실시형태에서, 아이들러 롤러(22)는 전술한 바와 같이 요크(26) 상에 탑재된 홈가공 롤러이고 제 2 아이들러 롤러(23)는 디바이스(10a) 상에 탑재되는 액추에이터(25) 상에 탑재된다. 액추에이터(25)는 제어 시스템(56)에 의해 제어되고, 아이들러 롤러(23)를 구동 롤러(12)를 향해 그리고 구동 롤러(12)로부터 멀리 이동시켜 파이프 엘리먼트와 아이들러 롤러(23)를 계합 및 계합해제한다. 아이들러 롤러(23)는 축(14)에 실질적으로 평행한 축(27)을 중심으로 하여 회전가능하고, 구동 롤러(12)상에 탑재되어 구동 롤러(12)에 의해 회전되는 파이프 엘리먼트와 계합되는 때 축(27)을 중심으로 하여 회전할 것이다. 이 실시형태에서, 아이들러 롤러(23)는 파이프 엘리먼트 직경 및 홈 직경을 결정하기 위해서 사용되고, 아이들러(홈가공) 롤러(22)는 파이프 엘리먼트를 지지하여 원주 홈을 형성하기 위해서 사용된다. 이를 위해, 제 1 센서(32)가 아이들러 롤러(23)와 작동되도록 연관되고, 파이프 엘리먼트 직경의 결정 및 파이프 엘리먼트에의 원주 홈의 형성 동안 축(27)을 중심으로 한 아이들러 롤러(23)의 회전 정도를 결정하기 위해서 사용된다. 이 예시적인 실시형태에서, 제 1 센서(32)는 상술한 바와 같은 로터리 인코더를 다시 포함할 수도 있다. 로터리 인코더는 아이들러 롤러(23)의 그 회전수 및 분율을 카운트하고, 그것을 나타내는 신호로서 하드와이어드(hardwired) 라인(58)과 같은 통신 링크를 통해 제어 시스템(56)으로 송신되는 신호를 생성한다. 제어 시스템(56)은 신호로 송신된 정보를 사용하여 파이프 엘리먼트의 직경을 결정하고 후술하는 바와 같이 홈 형성 동안에 기계 동작을 제어한다.

디바이스 동작

디바이스(10)를 사용하여 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 예시적인 방법은 도 1-5 및 도 6의 흐름도에 예시된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 파이프 엘리먼트(40)는 구동 롤러(12)와 계합된다(도 6의 박스 62 참조). 이 예에서, 파이프 엘리먼트(40)의 내면(40a)은 구동 롤러와 접촉하도록 배치된다. 다음, 도 6의 박스 64에 기재된 바와 같이, 홈가공 롤러(22)가 파이프 엘리먼트(40)의 외부 표면(40b)에 계합할 때까지 홈가공 롤러(22)를 (제어 시스템(56)의 명령하에서) 액추에이터(30)에 의해 구동 롤러(12)를 향해 이동시킨다. 디바이스(10) 상에 파이프 엘리먼트를 안정하게 유지하기에 충분한 힘으로 파이프 엘리먼트(40)를 구동 롤러(12)와 홈가공 롤러(22) 사이에 핀치하는 것이 유리하다. 이 지점에서, 파이프 엘리먼트를 수락하여 원주 홈을 형성하거나, 또는 그 직경이 허용 오차 범위 밖에 있어 동일한 공칭 크기의 다른 파이프 엘리먼트와 호환되지 않는다는 이유로 파이프 엘리먼트를 거부하기 위해서, 파이프 엘리먼트(40)의 직경을 결정하는 것이 가능하다. 파이프 엘리먼트 직경의 결정은 도 6의 박스 66으로 나타내지며, 모터(16)에 의해 전력 공급된 구동 롤러(12)를 이용하여 파이프 엘리먼트(40)를 그 종축(68)을 중심으로 하여 회전시키면서 파이프의 원주를 측정함으로써 수행된다. 구동 롤러(12)가 궁극적으로 파이프 엘리먼트(40)를 회전시키며, 이것은 홈가공 롤러(22)로 하여금 그 축(24)을 중심으로 하여 회전하게 한다. 측정의 보다 높은 정확성을 위해, 홈가공 롤러(22)가 미끄러짐없이 파이프 엘리먼트(40)에 대응하여 회전하는 경우가 유리하다. 이후 파이프 엘리먼트(40)의 직경은, 파이프 엘리먼트(40)와 접촉하는 홈가공 롤러(22)의 표면(22a)의 직경을 알고, 그리고 파이프 엘리먼트의 각 회전에 대한 홈가공 롤러의 회전수를, 회전의 분율을 포함하여, 카운트함으로써 계산될 수도 있다. 홈가공 롤러 표면(22a)의 직경(D)이 알려지면, 파이프 엘리먼트(40)의 원주(C)는 관계 C = (D x rev x Π)로부터 계산될 수 있으며, 식 중 "rev"는 파이프 엘리먼트의 1회의 회전에 대한 홈가공 롤러(22)의 회전수(및 회전 분율)와 동일하다. 파이프 엘리먼트의 원주(C)가 알려지면, 파이프 엘리먼트 직경(d)은 관계 d=C/Π로부터 계산될 수 있다.

디바이스(10)에서, 센서(32), 예를 들어, 로터리 인코더는 홈가공 롤러(22)의 회전수 및 그 분율을 카운트하고 그것을 나타내는 신호를 생성한다. 파이프 엘리먼트(40)의 각 회전은 센서(34)에 의해 검출 및/또는 카운트되며, 센서(34)는 그것을 나타내는 신호를 생성한다. 예를 들어, 센서(34)가 상술한 바와 같은 콘트라스트 센서라면(도 3 참조), 그것은 광 반사 표면(42)으로부터 제 1 및 제 2 반사를 감지하며, 그것은 센서(34)가 파이프 엘리먼트의 1회의 회전을 검출 또는 카운트했다는 것을 나타낸다. 센서(34)가 자석 센서라면(도 3a), 그것은 제 1 및 제 2 자계를 감지하며, 그것은 센서(34)가 파이프 엘리먼트의 1회의 회전을 검출 또는 카운트했다는 것을 나타낸다. 센서(32) 및 센서(34)로부터의 신호는, 파이프 엘리먼트(40)의 직경을 결정하기 위한 계산을 수행하는 제어 시스템(56)으로 송신된다. 이후 제어 시스템이 수락 또는 거부를 위해 오퍼레이터에게 파이프 엘리먼트 직경을 표시하거나, 또는 제어 시트템 자체가 알려진 공칭 크기의 파이프에 대한 오차 범위와 파이프 엘리먼트 직경을 비교하고 오퍼레이터에게 "수락" 또는 "거부" 신호를 표시할 수 있다. 이러한 자동화 동작의 경우 제어 시스템은 다양한 표준 크기의 파이프 엘리먼트들에 대한 치수 오차 데이터로 프로그래밍된다는 점에 유의한다. 오퍼레이터는 표준 파이프 크기 및 형성될 홈에 대해 적절한 홈가공 롤러를 탑재하고, 제어 시스템에 프로세싱될 특정 표준 파이프 엘리먼트를 입력해야 한다. 이들 입력에 대응하여, 제어 시스템 내의 상주 소프트웨어는 이후, 파이프 엘리먼트가 선택된 표준 크기의 파이프 엘리먼트들에 대한 허용 오차 범위 내에 있는 직경을 갖는지를 결정하기 위해 적절한 기준 데이터를 사용할 것이다.

도 6의 박스 70 및 도 4는 파이프 엘리먼트(40)에의 홈(72)의 형성을 예시한다. 구동 롤러(12)를 회전시켜, 파이프 엘리먼트(40)를 그 종축(68)을 중심으로 하여 회전시키며, 이것은 홈가공 롤러(22)를 축(24)을 중심으로 하여 회전시킨다. 구동 롤러(12)의 회전축(14), 홈가공 롤러(22)의 회전축(24) 및 파이프 엘리먼트(40)의 종축(68)은 실질적으로 서로 평행하다. 본원에서 사용되는 "실질적으로 평행"은 큰 마찰없이 회전을 허용하고 또한 회전시 파이프 엘리먼트가 구동 롤러 및 홈가공 롤러와 계합되는 것을 유지하는 트래킹 힘이 생성될 수 있게 하도록 약 2도 이내를 의미한다. 파이프 엘리먼트의 회전 동안, 액추에이터(30)(도 1)는 파이프 엘리먼트(40)에 대해 홈가공 롤러(22)를 강제하여, 이로써 파이프 엘리먼트를 냉간 가공하고, 파이프 엘리먼트 재료를 변위시키고, 그리고 원주 홈(72)을 형성한다. 홈가공 롤러(22)의 공급율(즉, 홈가공 롤러가 구동 롤러를 향해 이동하는 속도) 및 파이프 엘리먼트의 회전 속도는 물론, 액추에이터(30)에 의해 발휘되는 힘이 파이프 엘리먼트(40)의 하나 이상의 특성에 기초하여 선택될 수도 있음에 유의한다. 이러한 특성은 예를 들어 파이프 엘리먼트 직경, 벽 두께(스케줄), 및 파이프 엘리먼트를 포함하는 재료를 포함한다. 힘, 공급 속도 및 회전 속도와 같은 동작 파라미터의 선택은 오퍼레이터에 의해 또는 프로세싱되는 특정 파이프를 지정하는 오퍼레이터로부터의 입력에 대응하여 제어 시스템(56)에 의해 설정될 수도 있다. 예를 들어, 제어 시스템은 직경, 스케줄 및 재료에 따라 특정 표준 파이프 엘리먼트와 연관된 선호 동작 파라미터의 데이터베이스를 가질 수도 있다.

기계적 커플링과 파이프 엘리먼트(40)의 호환성을 위해, 홈(72)의 최종 직경(74b)(도 5 참조)이 프로세싱되는 특정 직경의 파이프 엘리먼트에 대해 허용 오차 내에 있을 필요가 있다. 박스 76(도 4도 참조)에 나타낸 바와 같이, 허용가능한 홈(72)을 제조하기 위해서, 순시 홈 직경(74a)(즉, 그 최종 직경을 달성하기 전의 홈 직경)은 파이프 엘리먼트(40)가 회전하는 동안의 간격으로 결정된다. 순시 홈 직경(74a)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 파이프 엘리먼트(40)의 직경을 결정하기 위해 상술한 바와 같은 센서(32)와 센서(34)로부터의 신호를 이용하여 결정된다(도 6, 박스 66). 홈가공 롤러(22)의 회전수(및 그 분율)를 나타내는 센서(32)로부터의 신호, 및 파이프 엘리먼트의 회전수를 나타내는 센서(34)로부터의 신호가 홈(72) 내의 파이프 엘리먼트(40)의 순시 원주의 측정을 구성한다. 이들 신호는, 홈(72)의 순시 직경(74a)을 결정(즉, 계산)하기 위해 신호의 정보를 이용하는 제어 시스템(56)으로 송신된다(홈을 형성하는 홈가공 롤러(22)의 표면(22a)의 직경이 알려져 있음에 유의한다). 박스 78에 도시된 바와 같이, 이후 제어 시스템은 프로세싱되는 특정 파이프에 대한 홈 직경에 대해 적절한 오차 범위와 홈의 순시 직경을 비교한다. 박스 80에 도시된 바와 같이, 순시 홈 직경이 적절한 오차 범위 내에 있지 않은 경우라면, 예를 들면, 순시 홈 직경이 처리되는 특정 파이프 엘리먼트에 대한 최대 허용가능한 직경보다 더 큰 경우라면, 홈 직경이 홈의 직경으로 허용가능한 오차 범위 내가 될 때까지, 제어 시스템(56)은 파이프 엘리먼트의 재료를 변위하도록 파이프 엘리먼트에 대해 홈가공 롤러(22)를 강제하면서 파이프 엘리먼트(40)를 그 종축(68)을 중심으로 하여 회전시키고, 파이프 엘리먼트(40)를 회전시키면서 홈(72)의 순시 직경(74a)을 결정하고, 그리고 홈의 직경에 대한 오차 범위와 홈의 순시 직경을 비교함으로써 계속해서 홈(72)을 형성한다.

일단 최종 홈 직경(74b)이 소정의 타겟 직경이 되면, 제어 시스템(56)은 구동 롤러(12)를 향한 홈가공 롤러(22)의 이동을 중지시키지만, 균일한 홈가공 깊이를 보장하기 위해 적어도 1회의 완전한 회전을 위해 파이프 엘리먼트의 회전을 계속한다. 이후 회전이 중지되고 홈가공 롤러(22)가 구동 롤러(12)로부터 멀리 이동되어, 파이프 엘리먼트(40)가 디바이스(10)로부터 제거될 수 있도록 한다.

파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 다른 예시적인 방법이 도 1a에 도시된 디바이스(10a)를 이용하여 기재된다. 이 실시형태는 2개의 분리된 아이들러 롤러, 홈가공 롤러인 아이들러 롤러(22) 및 측정 롤러인 아이들러 롤러(23)를 갖는다. 전술한 바와 같이, 파이프 엘리먼트는 구동 롤러(12)와 계합된다(도 6의 박스 62 참조). 다음, 도 6의 박스 64에 기재된 바와 같이, 홈가공 롤러(22)가 파이프 엘리먼트의 외부 표면에 계합할 때까지 홈가공 롤러(22)를 (제어 시스템(56)의 명령하에서) 액추에이터(30)에 의해 구동 롤러(12)를 향해 이동시킨다. 디바이스(10) 상에 파이프 엘리먼트를 안정하게 유지하기에 충분한 힘으로 파이프 엘리먼트를 구동 롤러(12)와 홈가공 롤러(22) 사이에 핀치하는 것이 유리하다. 제어 시스템(56)은 또한 액추에이터(25)에게 아이들러 롤러(23)를 이동시켜 파이프 엘리먼트의 외부 표면과 계합하도록 명령한다. 이 지점에서, 파이프 엘리먼트를 수락하여 원주 홈을 형성하거나, 또는 그 직경이 허용 오차 범위 밖에 있어 동일한 공칭 크기의 다른 파이프 엘리먼트와 호환되지 않을 것이라는 이유로 파이프 엘리먼트를 거부하기 위해서, 파이프 엘리먼트의 직경을 결정하는 것이 가능하다. 파이프 엘리먼트 직경의 결정은 도 6의 박스 66으로 나타내지며, 모터(16)에 의해 전력 공급된 구동 롤러(12)를 이용하여 파이프 엘리먼트를 그 종축을 중심으로 하여 회전시키면서 파이프 엘리먼트의 원주를 측정함으로써 수행된다. 구동 롤러(12)가 궁극적으로 파이프 엘리먼트를 회전시키며, 이것은 아이들러 롤러(23)로 하여금 그 축(27)을 중심으로 하여 회전하게 한다. 측정의 보다 높은 정확성을 위해, 아이들러 롤러(23)가 미끄러짐없이 파이프 엘리먼트에 대응하여 회전하는 경우가 유리하다. 이후 파이프 엘리먼트의 직경은, 파이프 엘리먼트와 접촉하는 아이들러 롤러(23)의 표면의 직경을 알고, 그리고 파이프 엘리먼트의 각 회전에 대한 아이들러 롤러(23)의 회전수를, 회전의 분율을 포함하여, 카운트함으로써 계산될 수도 있다. 아이들러 롤러(23)의 직경(D)이 알려지면, 파이프 엘리먼트의 원주(C)는 관계 C = (D x rev xΠ)로부터 계산될 수 있으며, 식 중 "rev"는 파이프 엘리먼트의 1 회전에 대한 아이들러 롤러(23)의 회전수(및 회전 분율)와 동일하다. 파이프 엘리먼트의 원주(C)가 알려지면, 파이프 엘리먼트 직경(d)은 관계 d=C/Π로부터 계산될 수 있다.

디바이스(10a)에서, 센서(32), 예를 들어, 로터리 인코더는 아이들러 롤러(23)의 회전수 및 그 분율을 카운트하고 그것을 나타내는 신호를 생성한다. 파이프 엘리먼트의 각 회전은 센서(34)(예를 들어, 콘트라스트 센서 또는 자석 센서)에 의해 검출 및/또는 카운트되며, 센서(34)는 그것을 나타내는 신호를 생성한다. 센서(32) 및 센서(34)로부터의 신호는, 파이프 엘리먼트의 직경을 결정하기 위한 계산을 수행하는 제어 시스템(56)으로 송신된다. 이후 제어 시스템이 수락 또는 거부를 위해 오퍼레이터에게 파이프 엘리먼트 직경을 표시하거나, 또는 제어 시트템 자체가 알려진 공칭 크기의 파이프에 대한 오차 범위와 파이프 엘리먼트 직경을 비교하고 오퍼레이터에게 "수락" 또는 "거부" 신호를 표시할 수 있다.

도 6의 박스 70은 파이프 엘리먼트에의 홈의 형성을 예시한다. 구동 롤러(12)를 회전시켜, 파이프 엘리먼트를 그 종축을 중심으로 하여 회전시키며, 이것은 홈가공 롤러(22)를 그 축(24)을 중심으로 하여 회전시키고 아이들러 롤러(23)를 그 축(27)을 중심으로 하여 회전시킨다. 구동 롤러(12)의 회전축(14), 홈가공 롤러(22)의 회전축(24), 아이들러 롤러(23)의 회전축(27) 및 파이프 엘리먼트의 종축은 실질적으로 서로 평행함에 유의한다. 파이프 엘리먼트의 회전 동안, 액추에이터(30)는 파이프 엘리먼트에 대해 홈가공 롤러(22)를 강제하여, 이로써 파이프 엘리먼트를 냉간 가공하고, 파이프 엘리먼트 재료를 변위시키고, 그리고 원주 홈을 형성한다. 또한 파이프 엘리먼트의 회전 동안, 액추에이터(25)는 홈가공 롤러(22)에 의해 형성되는 홈 내에서 파이프 엘리먼트와 접촉되게 아이들러 롤러(23)를 유지한다.

기계적 커플링과 파이프 엘리먼트의 호환성을 위해, 홈의 최종 직경이 프로세싱되는 특정 직경의 파이프 엘리먼트에 대해 허용 오차 내에 있을 필요가 있다. 박스 76에 나타낸 바와 같이, 허용가능한 홈을 제조하기 위해서, 순시 홈 직경(즉, 그 최종 직경을 달성하기 전의 홈 직경)은 파이프 엘리먼트가 회전하는 동안의 간격으로 결정된다. 순시 홈 직경은 파이프 엘리먼트의 직경을 결정하기 위해 상술한 바와 같은 센서(32)와 센서(34)로부터의 신호를 이용하여 결정된다(도 6, 박스 66). 아이들러 롤러(23)의 회전수(및 그 분율)를 나타내는 센서(32)로부터의 신호, 및 파이프 엘리먼트의 회전 수를 나타내는 센서(34)로부터의 신호가 홈가공 롤러(22)에 의해 형성되는 홈 내의 파이프 엘리먼트의 순시 원주의 측정을 구성한다. 이들 신호는, 홈의 순시 직경을 결정(즉, 계산)하기 위해 신호의 정보를 이용하는 제어 시스템(56)으로 송신된다(파이프 엘리먼트와 접촉하는 아이들러 롤러(23)의 직경이 알려져 있음에 유의한다). 박스 78에 도시된 바와 같이, 이후 제어 시스템은 프로세싱되는 특정 파이프에 대한 홈 직경에 대해 적절한 오차 범위와 홈의 순시 직경을 비교한다. 박스 80에 도시된 바와 같이, 순시 홈 직경이 적절한 오차 범위 내에 있지 않은 경우라면, 예를 들면, 순시 홈 직경이 처리되는 특정 파이프 엘리먼트에 대한 최대 허용가능한 직경보다 더 큰 경우라면, 홈 직경이 홈의 직경에 대해 허용가능한 오차 범위 내가 될 때까지, 제어 시스템(56)은 파이프 엘리먼트의 재료를 변위하도록 파이프 엘리먼트에 대해 홈가공 롤러(22)를 강제하면서 파이프 엘리먼트를 그 종축을 중심으로 하여 회전시키고, 파이프 엘리먼트를 회전시키면서 (아이들러 롤러(23) 및 그 연관 센서(32)를 통해) 홈의 순시 직경을 결정하고, 그리고 홈의 직경에 대한 오차 범위와 홈의 순시 직경을 비교함으로써 계속해서 홈을 형성한다.

일단 최종 홈 직경이 소정의 타겟 직경이 되면, 제어 시스템(56)은 구동 롤러(12)를 향한 홈가공 롤러(22)의 이동을 중지시키지만, 균일한 홈가공 깊이를 보장하기 위해 적어도 1회의 완전한 회전을 위해 파이프 엘리먼트의 회전을 계속한다. 이후 회전이 중지되고 홈가공 롤러(22) 및 아이들러 롤러(23)가 구동 롤러(12)로부터 멀리 이동되어, 파이프 엘리먼트가 디바이스(10a)로부터 제거될 수 있도록 한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 삼각 측량 센서(46)도 또한 홈(72)에 근접하는 파이프 엘리먼트(40)의 복수의 치수를 측정하기 위해 사용될 수도 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 파이프(40)의 단부로부터 홈(72) 까지의 거리(88), 홈의 폭(90), 홈의 깊이(92) 및 파이프 엘리먼트의 플레어 높이(94)와 같은 치수를 파이프 단부의 프로파일을 형성하기 위해서 측정할 수도 있다. 플레어는 홈가공 프로세서의 결과로서 일어날 수도 있고 플레이어 높이는 파이프 직경을 초과하는 파이프 엘리먼트의 단부의 높이이다. 이 정보는 표준 파이프 엘리먼트의 이들 치수에 대한 허용 오차와 비교하기 위해 제어 시스템에 전송될 수도 있다.

도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이, 복수의 치수의 측정은 파이프 엘리먼트를 회전시키면서 수행되고, 원주 홈(72)을 포함하는 파이프 엘리먼트(40)의 표면의 길이에 따라 광(50)의 팬 형상의 빔을 투사하는 것을 포함한다(도 9, 박스 96). 빔(50)의 반사는 센서(54)에 의해 검출된다(박스 98). 센서(54)와 작동되도록 연관된 산출부(55)는 빔(50)에 의해 스위핑된 파이프 엘리먼트(40)의 영역의 치수를 계산하기 위해 삼각 측량 방법을 이용한다(박스 100). 치수 정보는, 이 예에서는 하드와이어드 라인(58)을 통해 제어 시스템(56)으로 송신되는 신호로 인코딩된다(도 1 참조). 이로써 획득된 치수 정보는 표시되고 및/또는 데이터베이스에 대해 평가되어 프로세싱되는 파이프 엘리먼트를 특성화할 수도 있다.

구동 롤러 및 홈가공 롤러를 이용하고 종축을 갖는 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 또 다른 예시적인 방법이 도 10에 도시된다. 이러한 예시적인 방법은:

파이프 엘리먼트를 구동 롤러와 계합하는 단계(박스 102);

홈가공 롤러를 파이프 엘리먼트와 계합하는 단계(박스 104);

파이프 엘리먼트의 재료를 변위시키도록 파이프 엘리먼트에 대해 홈가공 롤러를 강제하면서 파이프 엘리먼트를 그 종축을 중심으로 하여 회전시킴으로써 홈을 형성하는 단계(박스 106);

파이프 엘리먼트를 회전시키면서 홈의 복수의 원주를 측정하는 단계(박스 108);

홈의 복수의 원주를 이용하여 홈의 복수의 직경을 결정하는 단계(박스 110);

파이프 엘리먼트의 회전당 홈의 직경 변화를 계산하는 단계(박스 112);

홈의 회전당 직경 변화를 이용하여 원하는 직경의 홈을 형성하기 위해 필요한 파이프 엘리먼트의 회전수를 계산하는 단계(박스 114);

파이프 엘리먼트의 회전수를 카운트하는 단계(박스 116); 및

원하는 직경의 홈을 형성하기 위해 필요한 회전수에 도달시 파이프 엘리먼트에 대한 홈가공 롤러의 강제를 정지시키는 단계(박스 118)를 포함한다.

도 10에 도시된 방법은, 파이프 엘리먼트의 재료를 변위시키는 것에 의한 홈 형성을 언제 정지시킬지 예측하기 위해 파이프 엘리먼트의 회전당 직경의 변화율을 이용하는 예측 방법이다. 이 예측은 원하는대로 정확한 홈 직경을 계산하지 않을 수도 있는 가능성이 있기 때문에, 아래에 나타낸 추가 단계들이 유리할 수도 있다:

홈의 직경을 측정하는 단계(박스 120);

홈의 직경을 원하는 직경과 비교하는 단계(박스 122);

형성, 측정, 결정, 계산, 카운트 및 정지 단계들을 반복하는 단계(박스 124).

도 11은 홈을 형성하는 유사 예측기-수정기 방법을 도시한다. 그러나, 이 방법은 직경이 아니라 홈의 원주에 기초한다. 특정 예에서, 그 방법은:

파이프 엘리먼트를 구동 롤러와 계합하는 단계(박스 126);

홈가공 롤러를 파이프 엘리먼트와 계합하는 단계(박스 128);

파이프 엘리먼트의 재료를 변위시키도록 파이프 엘리먼트에 대해 홈가공 롤러를 강제하면서 파이프 엘리먼트를 종축을 중심으로 하여 회전시킴으로써 홈을 형성하는 단계(박스 130);

파이프 엘리먼트를 회전시키면서 홈의 복수의 원주를 측정하는 단계(박스 132);

파이프 엘리먼트의 회전당 홈의 원주 변화를 계산하는 단계(박스 134);

파이프 엘리먼트의 회전당 원주 변화를 이용하여 원하는 원주의 홈을 형성하기 위해 필요한 파이프 엘리먼트의 회전수를 계산하는 단계(박스 136);

파이프 엘리먼트의 회전수를 카운트하는 단계(박스 138); 및

원하는 원주의 홈을 형성하기 위해 필요한 회전수에 도달시 파이프 엘리먼트에 대한 홈가공 롤러의 강제를 정지시키는 단계(박스 140)를 포함한다.

다시, 예측을 이용한 부정확한 홈 형성을 설명하기 위해서, 하기의 단계들이 추가될 수도 있다:

홈의 원주를 측정하는 단계(박스 142);

홈의 원주를 원하는 원주와 비교하는 단계(박스 144);

형성, 측정, 계산, 카운트 및 정지 단계들을 반복하는 단계(박스 146).

이로써 지금까지 기재된 방법은 파이프 엘리먼트를 향한 홈가공 롤러의 실질적으로 연속적인 공급을 이용한다. 그러나, 도 12에 도시된 방법에서 설명되고 후술되는 바와 같이 홈가공 롤러가 별개의 단위로 전진되는 경우 효율 및 정밀도에서의 이점이 있을 수도 있다:

파이프 엘리먼트를 구동 롤러와 계합하는 단계(박스 148);

홈가공 롤러를 파이프 엘리먼트와 계합하는 단계(박스 149);

파이프 엘리먼트의 회전을 위해 파이프 엘리먼트의 재료를 변위시키도록 파이프 엘리먼트로의 이산 거리를 홈가공 롤러에 강제하면서 파이프 엘리먼트를 종축을 중심으로 하여 회전시킴으로써 홈을 형성하는 단계(박스 150);

파이프 엘리먼트를 회전시키면서 홈의 원주를 측정하는 단계(박스 152);

상기 홈의 상기 원주를 이용하여 상기 홈의 직경을 결정하는 단계(박스 154);

홈의 직경에 대한 오차 범위와 홈의 직경을 비교하는 단계(박스 156); 및

홈 직경이 오차 범위 내가 될 때까지:

상기 형성, 결정 및 비교 단계들을 반복하는 단계(박스 158).

예를 들어 직경이 오차 범위에 근접함에 따라 각 회전에 대한 이산 거리를 감소시킴으로써, 홈가공 롤러가 이동하는 이산 거리의 사이즈를 변화시키는 것이 더욱 유리할 수도 있다. 이것은 홈 형성에 보다 정밀함을 허용할 수도 있고 홈을 형성하기 위해 필요한 시간을 감소시킬 수도 있다.

도 13에 설명된 예식적인 방법은 또한 홈가공 롤러에 의해 이동된 거리의 이산적 증가분을 이용하지만, 후술되는 바와 같이 홈의 원주의 측정에 대한 홈가공 롤러의 제어에 기초한다:

파이프 엘리먼트를 구동 롤러와 계합하는 단계(박스 160);

홈가공 롤러를 파이프 엘리먼트와 계합하는 단계(박스 162);

파이프 엘리먼트의 회전을 위해 파이프 엘리먼트의 재료를 변위시키도록 파이프 엘리먼트로의 이산 거리를 홈가공 롤러에 강제하면서 파이프 엘리먼트를 종축을 중심으로 하여 회전시킴으로써 홈을 형성하는 단계(박스 164);

파이프 엘리먼트를 회전시키면서 홈의 원주를 측정하는 단계(박스 166);

홈의 원주에 대한 오차 범위와 홈의 원주를 비교하는 단계(박스 168); 및

홈의 원주가 오차 범위 내가 될 때까지:

*상기 형성, 측정 및 비교 단계들을 반복하는 단계(박스 170).

다시, 예를 들어 직경이 오차 범위에 근접함에 따라 각 회전에 대한 이산 거리를 감소시킴으로써, 홈가공 롤러가 이동하는 이산 거리의 사이즈를 변화시키는 것이 더욱 유리할 수도 있다. 이것은 홈 형성에 보다 정밀함을 허용할 수도 있고 홈을 형성하기 위해 필요한 시간을 감소시킬 수도 있다.

도 14에 도시된 예시적인 방법에서, 예측기-수정기 양태가 후술되는 바와 같이 홈가공 롤러의 별도의 단계식 움직임과 조합된다:

파이프 엘리먼트를 구동 롤러와 계합하는 단계(박스 172);

홈가공 롤러를 파이프 엘리먼트와 계합하는 단계(박스 174);

파이프 엘리먼트의 회전을 위해 파이프 엘리먼트의 재료를 변위시키도록 파이프 엘리먼트로의 이산 거리를 홈가공 롤러에 강제하면서 파이프 엘리먼트를 종축을 중심으로 하여 회전시킴으로써 홈을 형성하는 단계(박스 176);

홈의 회전당 이산 거리를 이용하여 원하는 직경의 홈을 형성하기 위해 필요한 파이프 엘리먼트의 회전수를 계산하는 단계(박스 178);

파이프 엘리먼트의 회전수를 카운트하는 단계(박스 180); 및

원하는 직경의 홈을 형성하기 위해 필요한 회전수에 도달시 파이프 엘리먼트로 이산 거리를 홈가공 롤러에 강제하는 것을 정지시키는 단계(박스 182).

다시, 도 14에 도시된 방법에 하기 단계들을 추가하는 것이 이로울 수도 있다:

홈의 직경을 측정하는 단계(박스 184);

홈의 직경을 원하는 직경과 비교하는 단계(박스 186);

형성, 측정, 계산, 카운트 및 정지 단계들을 반복하는 단계(박스 188).

도 15의 예시적인 방법에서, 홈 깊이(92)(또한 도 8도 참조)는 후술되는 바와 같이 홈가공 롤러의 움직임을 제어하기 위해서 사용된다:

파이프 엘리먼트를 구동 롤러와 계합하는 단계(박스 190);

홈가공 롤러를 파이프 엘리먼트와 계합하는 단계(박스 192);

파이프 엘리먼트를 종축을 중심으로 하여 회전시키면서 파이프 엘리먼트의 직경을 측정하는 단계(박스 194);

원하는 홈 직경 오차에 상응하는 원하는 홈 깊이 오차를 계산하는 단계(박스 196);

파이프 엘리먼트의 재료를 변위시키도록 파이프 엘리먼트에 대해 홈가공 롤러를 강제하면서 파이프 엘리먼트를 종축을 중심으로 하여 회전시킴으로써 홈을 형성하는 단계(박스 198);

파이프 엘리먼트를 회전시키면서, 홈 깊이를 측정하는 단계(박스 200);

원하는 홈 깊이 오차와 홈 깊이를 비교하는 단계(박스 202); 및

홈 깊이가 원하는 홈 깊이 오차 이내가 될 때까지 홈을 형성하고, 홈 깊이를 측정하고, 그리고 원하는 홈 깊이 오차와 홈 깊이를 비교하는 것을 반복하는 단계(박스 204).

후술되는 바와 같이, 도 16은 홈 직경이 홈가공 롤러의 움직임을 제어하기 위해서 사용되는 예시적인 방법을 도시한다:

파이프 엘리먼트를 구동 롤러와 계합하는 단계(박스 205);

홈가공 롤러를 파이프 엘리먼트와 계합하는 단계(박스 206);

파이프 엘리먼트를 종축을 중심으로 하여 회전시키면서 파이프 엘리먼트의 직경을 결정하는 단계(박스 208);

파이프 엘리먼트의 직경에 기초하여 원하는 홈 직경 오차를 결정하는 단계(박스 210);

파이프 엘리먼트의 재료를 변위시키도록 파이프 엘리먼트에 대해 홈가공 롤러를 강제하면서 파이프 엘리먼트를 종축을 중심으로 하여 회전시킴으로써 홈을 형성하는 단계(박스 212);

파이프 엘리먼트를 회전시키면서 홈 직경을 결정하는 단계(박스 214);

원하는 홈 직경 오차와 홈 직경을 비교하는 단계(박스 216);

홈 직경이 원하는 홈 직경 오차 이내가 될 때까지 홈을 형성하고 홈 직경을 결정하는 것을 반복하는 단계(박스 218).

후술되는 바와 같이, 도 17은 홈 원주가 홈가공 롤러의 움직임을 제어하기 위해서 사용되는 예시적인 방법을 예시한다:

파이프 엘리먼트를 구동 롤러와 계합하는 단계(박스 220);

홈가공 롤러를 파이프 엘리먼트와 계합하는 단계(박스 224);

*파이프 엘리먼트를 종축을 중심으로 하여 회전시키면서 파이프 엘리먼트의 원주를 측정하는 단계(박스 226);

파이프 엘리먼트의 직경에 기초하여 원하는 홈 원주 오차를 결정하는 단계(박스 228);

파이프 엘리먼트의 재료를 변위시키도록 파이프 엘리먼트에 대해 홈가공 롤러를 강제하면서 파이프 엘리먼트를 종축을 중심으로 하여 회전시킴으로써 홈을 형성하는 단계(박스 230);

파이프 엘리먼트를 회전시키면서 홈 원주를 측정하는 단계(박스 232);

원하는 홈 원주 오차와 홈 원주를 비교하는 단계(박스 234);

홈 원주가 원하는 홈 원주 오차 이내가 될 때까지 홈을 형성하고, 홈 원주를 측정하고, 그리고 홈 원주를 비교하는 단계들을 반복하는 단계(박스 236).

본원에 개시된 방법 및 장치는, 잘못 형성된 홈의 빈도는 물론 인간의 에러 확률을 감소시키는, 홈가공된 파이프 엘리먼트의 형성에 증가된 효율성을 제공한다.

Claims

구동 롤러 및 직경을 미리 알고 있는 홈가공 롤러를 이용하고 종축을 갖는 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법으로서,
상기 방법은:
상기 파이프 엘리먼트의 내부 표면 중 일부를 상기 구동 롤러와 계합하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 외부 표면 중 일부를 상기 홈가공 롤러와 계합하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 재료를 변위시키도록 상기 파이프 엘리먼트에 대해 상기 홈가공 롤러를 강제하면서 상기 파이프 엘리먼트를 상기 종축을 중심으로 하여 회전시킴으로써 상기 홈을 형성하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트를 회전시키면서, 상기 파이프 엘리먼트의 외부 표면에 마킹된 특징을 감지함으로써 상기 파이프 엘리먼트의 회전수를 결정하여 상기 홈의 원주를 측정하는 단계;
상기 홈의 상기 원주를 이용하여 상기 홈의 직경을 결정하는 단계;
상기 홈의 상기 직경을 원하는 오차 범위와 비교하는 단계;
상기 홈 직경이 상기 원하는 오차 범위 내가 될 때까지 상기 형성하는 단계, 측정하는 단계, 결정하는 단계, 및 비교하는 단계를 반복하는 단계를 포함하되,
상기 구동 롤러는 상기 종축과 평행한 제1축을 중심으로 회전함으로써, 상기 파이프 엘리먼트를 상기 종축을 중심으로 회전시키는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 파이프 엘리먼트의 직경을 결정하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 상기 직경을 상기 파이프 엘리먼트의 상기 직경에 대한 오차 범위와 비교하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 상기 직경이 상기 파이프 엘리먼트의 상기 직경에 대한 상기 오차 범위 내에 있지 않은 경우 상기 파이프 엘리먼트에 상기 홈을 형성하기 이전에 상기 파이프 엘리먼트를 거부하는 단계를 더 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
제2항에 있어서,
상기 파이프 엘리먼트의 상기 직경을 결정하는 단계는:
상기 홈가공 롤러와 상기 파이프 엘리먼트를 계합한 상태에서 상기 파이프 엘리먼트를 회전시키고, 상기 홈가공 롤러는 상기 파이프 엘리먼트에 대응하여 회전하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 각 회전에 대한 상기 홈가공 롤러의 회전수 및 그 분율들을 결정하는 단계; 및
상기 파이프 엘리먼트의 상기 직경, 상기 파이프 엘리먼트의 상기 직경에 비례하는 상기 파이프 엘리먼트의 회전당 상기 홈가공 롤러의 상기 회전수 및 상기 그 분율들을 계산하는 단계를 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
제3항에 있어서,
상기 홈가공 롤러의 상기 회전수 및 상기 그 분율들을 결정하는 단계는, 상기 파이프 엘리먼트의 적어도 1회의 상기 회전에 대한 상기 홈가공 롤러의 상기 회전수 및 상기 그 분율들을 카운트하는 단계를 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
제4항에 있어서,
상기 파이프 엘리먼트를 회전시키면서 제 1 및 제 2 시간에 상기 특징을 감지함으로써 상기 파이프 엘리먼트의 상기 적어도 1회의 회전을 결정하는 단계를 더 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
제4항에 있어서,
상기 파이프 엘리먼트의 상기 외부 표면과 대비되는 광 반사 표면으로 상기 파이프 엘리먼트의 상기 외부 표면을 마킹하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 상기 외부 표면 상에 광을 비추는 단계;
상기 파이프 엘리먼트를 회전시키면서 상기 광 반사 표면으로부터 상기 광의 제 1 및 제 2 반사를 감지하는 단계
에 의해 상기 파이프 엘리먼트의 상기 적어도 1회의 회전을 결정하는 단계를 더 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
제4항에 있어서,
상기 파이프 엘리먼트의 외부 표면 상에 자석을 위치시켜 마킹하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트를 회전시키면서 제 1 및 제 2 자계를 감지하는 단계
에 의해 상기 파이프 엘리먼트의 적어도 1회의 회전을 결정하는 단계를 더 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 홈가공 롤러를 상기 파이프 엘리먼트와 상기 계합하는 단계는 상기 파이프 엘리먼트를 상기 홈가공 롤러와 상기 구동 롤러 사이에 유지하기에 충분한 힘으로 그 사이에 상기 파이프 엘리먼트를 핀치하는 단계를 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 파이프 엘리먼트의 적어도 하나의 특성에 기초하여 상기 파이프 엘리먼트를 회전시키기 위해 회전 속도를 선택하는 단계를 더 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
제10항에 있어서,
상기 파이프 엘리먼트의 상기 적어도 하나의 특성은 상기 파이프 엘리먼트의 직경, 벽 두께, 재료 및 그 조합들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 파이프 엘리먼트의 적어도 하나의 특성에 기초하여 상기 파이프 엘리먼트에 대해 상기 홈가공 롤러를 강제하기 위한 힘을 선택하는 단계를 더 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
제12항에 있어서,
상기 파이프 엘리먼트의 상기 적어도 하나의 특성은 상기 파이프 엘리먼트의 직경, 벽 두께, 재료 및 그 조합들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 파이프 엘리먼트의 적어도 하나의 특성에 기초하여 상기 파이프 엘리먼트에 상기 홈을 형성하기 위한 상기 홈가공 롤러의 공급율을 선택하는 단계를 더 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
제14항에 있어서,
상기 파이프 엘리먼트의 상기 적어도 하나의 특성은 상기 파이프 엘리먼트의 직경, 벽 두께, 재료 및 그 조합들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 홈의 상기 직경을 결정하는 단계는:
상기 파이프 엘리먼트의 각 회전에 대한 상기 홈가공 롤러의 회전수 및 그 분율들을 결정하는 단계;
상기 홈의 상기 직경, 상기 홈의 상기 직경에 비례하는 상기 파이프 엘리먼트의 회전당 상기 홈가공 롤러의 회전수 및 그 분율들을 계산하는 단계를 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
제16항에 있어서,
상기 홈가공 롤러의 상기 회전수 및 상기 그 분율들을 결정하는 단계는, 상기 파이프 엘리먼트의 적어도 1회의 상기 회전에 대한 상기 홈가공 롤러의 상기 회전수 및 상기 그 분율들을 카운트하는 단계를 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
제17항에 있어서,
상기 파이프 엘리먼트를 회전시키면서 제 1 및 제 2 시간에 상기 파이프 엘리먼트에 대한 특징을 감지함으로써 상기 파이프 엘리먼트의 상기 적어도 1회의 회전을 결정하는 단계를 더 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
제17항에 있어서,
상기 파이프 엘리먼트의 상기 외부 표면과 대비되는 광 반사 표면으로 상기 파이프 엘리먼트의 외부 표면을 마킹하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 상기 외부 표면 상에 광을 비추는 단계;
상기 파이프 엘리먼트를 회전시키면서 상기 광 반사 표면으로부터 상기 광의 제 1 및 제 2 반사를 감지하는 단계
에 의해 상기 파이프 엘리먼트의 상기 적어도 1회의 회전을 결정하는 단계를 더 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
제17항에 있어서,
상기 파이프 엘리먼트의 외부 표면 상에 자석을 위치시켜 마킹하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트를 회전시키면서 제 1 및 제 2 자계를 감지하는 단계
에 의해 상기 파이프 엘리먼트의 상기 적어도 1회의 회전을 결정하는 단계를 더 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 파이프 엘리먼트를 회전시키면서 상기 파이프 엘리먼트에 상기 원주 홈에 근접하는 복수의 치수를 측정하는 단계를 더 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
제21항에 있어서,
상기 복수의 치수를 상기 측정하는 단계는 상기 홈의 단부로부터 상기 파이프의 단부까지의 거리, 상기 홈의 폭, 상기 홈의 깊이, 상기 파이프의 플레어 높이, 및 그 조합들로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 치수를 측정하는 단계를 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
구동 롤러 및 직경을 미리 알고 있는 홈가공 롤러를 이용하고 종축을 갖는 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법으로서,
상기 방법은:
상기 파이프 엘리먼트의 내부 표면 중 일부를 상기 구동 롤러와 계합하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 외부 표면 중 일부를 상기 홈가공 롤러와 계합하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 재료를 변위시키도록 상기 파이프 엘리먼트에 대해 상기 홈가공 롤러를 강제하면서 상기 파이프 엘리먼트를 상기 종축을 중심으로 하여 회전시킴으로써 상기 홈을 형성하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트를 회전시키면서, 상기 파이프 엘리먼트의 외부 표면에 마킹된 특징을 감지함으로써 상기 파이프 엘리먼트의 회전수를 결정하여 상기 홈의 복수의 원주들을 측정하는 단계;
상기 홈의 복수의 원주들을 이용하여 상기 홈의 복수의 직경들을 결정하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 회전당 상기 홈의 직경 변화를 계산하는 단계;
상기 홈의 회전당 상기 직경 변화를 이용하여 원하는 직경의 홈을 형성하기 위해 필요한 상기 파이프 엘리먼트의 회전수를 계산하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 회전수를 카운트하는 단계; 및
상기 원하는 직경의 상기 홈을 형성하기 위해 필요한 상기 회전수에 도달시 상기 파이프 엘리먼트에 대한 상기 홈가공 롤러의 강제를 정지시키는 단계를 포함하되,
상기 구동 롤러는 상기 종축과 평행한 제1축을 중심으로 회전함으로써, 상기 파이프 엘리먼트를 상기 종축을 중심으로 회전시키는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
제23항에 있어서,
상기 홈의 상기 직경을 측정하는 단계;
상기 홈의 상기 직경을 상기 원하는 직경과 비교하는 단계;
상기 형성하는 단계, 측정하는 단계, 결정하는 단계, 계산하는 단계, 카운트하는 단계 및 정지시키는 단계를 반복하는 단계를 더 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
구동 롤러 및 직경을 알고 있는 홈가공 롤러를 이용하고 종축을 갖는 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법으로서,
상기 방법은:
상기 파이프 엘리먼트의 내부 표면 중 일부를 상기 구동 롤러와 계합하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 외부 표면 중 일부를 상기 홈가공 롤러와 계합하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 재료를 변위시키도록 상기 파이프 엘리먼트에 대해 상기 홈가공 롤러를 강제하면서 상기 파이프 엘리먼트를 상기 종축을 중심으로 하여 회전시킴으로써 상기 홈을 형성하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트를 회전시키면서, 상기 파이프 엘리먼트의 외부 표면에 마킹된 특징을 감지함으로써 상기 파이프 엘리먼트의 회전수를 결정하여 상기 홈의 복수의 원주들을 측정하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 회전당 상기 홈의 원주 변화를 계산하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 회전당 상기 원주 변화를 이용하여 원하는 원주의 홈을 형성하기 위해 필요한 상기 파이프 엘리먼트의 회전수를 계산하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 회전수를 카운트하는 단계; 및
상기 원하는 원주의 상기 홈을 형성하기 위해 필요한 상기 회전수에 도달시 상기 파이프 엘리먼트에 대한 상기 홈가공 롤러의 강제를 정지시키는 단계를 포함하되,
상기 구동 롤러는 상기 종축과 평행한 제1축을 중심으로 회전함으로써, 상기 파이프 엘리먼트를 상기 종축을 중심으로 회전시키는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
제25항에 있어서,
상기 홈의 상기 원주를 측정하는 단계;
상기 홈의 상기 원주를 상기 원하는 원주와 비교하는 단계;
상기 형성하는 단계, 측정하는 단계, 계산하는 단계, 카운트하는 단계 및 정지시키는 단계를 반복하는 단계를 더 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
구동 롤러 및 직경을 알고 있는 홈가공 롤러를 이용하고 종축을 갖는 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법으로서,
상기 방법은:
상기 파이프 엘리먼트의 내부 표면 중 일부를 상기 구동 롤러와 계합하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 외부 표면 중 일부를 상기 홈가공 롤러와 계합하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 회전을 위해 상기 파이프 엘리먼트의 재료를 변위시키도록 상기 파이프 엘리먼트로의 이산(discrete) 거리를 상기 홈가공 롤러에 강제하면서 상기 파이프 엘리먼트를 상기 종축을 중심으로 하여 회전시킴으로써 상기 홈을 형성하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트를 회전시키면서, 상기 파이프 엘리먼트의 외부 표면에 마킹된 특징을 감지함으로써 상기 파이프 엘리먼트의 외전수를 결정하여 상기 홈의 원주를 측정하는 단계;
상기 홈의 상기 원주를 이용하여 상기 홈의 직경을 결정하는 단계;
상기 홈의 상기 직경에 대한 오차 범위와 상기 홈의 상기 직경을 비교하는 단계; 및
상기 홈 직경이 상기 오차 범위 내가 될 때까지:
상기 형성하는 단계, 측정하는 단계, 결정하는 단계 및 비교하는 단계를 반복하는 단계를 포함하되,
상기 구동 롤러는 상기 종축과 평행한 제1축을 중심으로 회전함으로써, 상기 파이프 엘리먼트를 상기 종축을 중심으로 회전시키는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
제27항에 있어서,
상기 직경이 상기 오차 범위에 근접함에 따라 각각의 상기 회전에 대한 상기 이산 거리를 감소시키는 단계를 더 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
구동 롤러 및 직경을 알고 있는 홈가공 롤러를 이용하고 종축을 갖는 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법으로서,
상기 방법은:
상기 파이프 엘리먼트의 내부 표면 중 일부를 상기 구동 롤러와 계합하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 외부 표면 중 일부를 상기 홈가공 롤러와 계합하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 회전을 위해 상기 파이프 엘리먼트의 재료를 변위시키도록 상기 파이프 엘리먼트로의 이산 거리를 상기 홈가공 롤러에 강제하면서 상기 파이프 엘리먼트를 상기 종축을 중심으로 하여 회전시킴으로써 상기 홈을 형성하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트를 회전시키면서, 상기 파이프 엘리먼트의 외부 표면에 마킹된 특징을 감지함으로써 상기 파이프 엘리먼트의 회전수를 결정하여 상기 홈의 원주를 측정하는 단계;
상기 홈의 상기 원주에 대한 오차 범위와 상기 홈의 상기 원주를 비교하는 단계; 및
상기 홈의 상기 원주가 상기 오차 범위 내가 될 때까지:
상기 형성하는 단계, 측정하는 단계 및 비교하는 단계를 반복하는 단계를 포함하되,
상기 구동 롤러는 상기 종축과 평행한 제1축ㅇ르 중심으로 회전함으로써, 상기 파이프 엘리먼트를 상기 종축을 중심으로 회전시키는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
제29항에 있어서,
상기 홈의 상기 원주가 상기 오차 범위에 근접함에 따라 각각의 상기 회전에 대한 상기 이산 거리를 감소시키는 단계를 더 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
구동 롤러 및 직경을 알고 있는 홈가공 롤러를 이용하고 종축을 갖는 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법으로서,
상기 방법은:
상기 파이프 엘리먼트의 내부 표면 중 일부를 상기 구동 롤러와 계합하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 외부 포면 중 일부를 상기 홈가공 롤러와 계합하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 회전을 위해 상기 파이프 엘리먼트의 재료를 변위시키도록 상기 파이프 엘리먼트로의 이산 거리를 상기 홈가공 롤러에 강제하면서 상기 파이프 엘리먼트를 상기 종축을 중심으로 하여 회전시킴으로써 상기 홈을 형성하는 단계;
상기 홈의 회전당 상기 이산 거리를 이용하여 원하는 직경의 홈을 형성하기 위해 필요한 상기 파이프 엘리먼트의 회전수를 계산하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 외부 표면에 마킹된 특징을 감지함으로써 상기 파이프 엘리먼트의 회전수를 카운트하는 단계; 및
상기 원하는 직경의 상기 홈을 형성하기 위해 필요한 상기 회전수에 도달시 상기 파이프 엘리먼트로 상기 이산 거리를 상기 홈가공 롤러에 강제하는 것을 정지시키는 단계를 포함하되,
상기 구동 롤러는 상기 종축과 평행한 제1축을 중심으로 회전함으로써, 상기 파이프 엘리먼트를 상기 종축을 중심으로 회전 시키는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
제31항에 있어서,
상기 홈의 상기 직경을 측정하는 단계;
상기 홈의 상기 직경을 상기 원하는 직경과 비교하는 단계;
상기 형성하는 단계, 계산하는 단계, 카운트하는 단계 및 정지시키는 단계를 반복하는 단계를 더 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
구동 롤러 및 직경을 알고 있는 홈가공 롤러를 이용하고 종축을 갖는 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법으로서,
상기 방법은:
상기 파이프 엘리먼트의 내부 표면 중 일부를 상기 구동 롤러와 계합하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 외부 표면 중 일부를 상기 홈가공 롤러와 계합하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트를 상기 종축을 중심으로 하여 회전시키면서 상기 파이프 엘리먼트의 직경을 결정하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 상기 직경에 기초하여 원하는 홈 직경 오차를 결정하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 재료를 변위시키도록 상기 파이프 엘리먼트에 대해 상기 홈가공 롤러를 강제하면서 상기 파이프 엘리먼트를 상기 종축을 중심으로 하여 회전시킴으로써 상기 홈을 형성하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트를 회전시키면서, 상기 파이프 엘리먼트의 외부 표면에 마킹된 특징을 감지함으로써 상기 파이프 엘리먼트의 회전수를 결정하여 상기 홈 직경을 결정하는 단계;
상기 원하는 홈 직경 오차와 상기 홈 직경을 비교하는 단계;
상기 홈 직경이 상기 원하는 홈 직경 오차 이내가 될 때까지 상기 홈을 상기 형성하고 상기 홈 직경을 결정하는 단계를 반복하는 단계를 포함하되,
상기 구동 롤러는 상기 종축과 평행한 제1축을 중심으로 회전함으로써, 상기 파이프 엘리먼트를 상기 종축을 중심으로 회전시키는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
구동 롤러 및 직경을 알고 있는 홈가공 롤러를 이용하고 종축을 갖는 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법으로서,
상기 방법은:
상기 파이프 엘리먼트의 내부 표면 중 일부를 상기 구동 롤러와 계합하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 외부 표면 중 일부를 상기 홈가공 롤러에 계합하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트를 상기 종축을 중심으로 하여 회전시키면서 상기 파이프 엘리먼트의 원주를 측정하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 상기 직경에 기초하여 원하는 홈 원주 오차를 결정하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트의 재료를 변위시키도록 상기 파이프 엘리먼트에 대해 상기 홈가공 롤러를 강제하면서 상기 파이프 엘리먼트를 상기 종축을 중심으로 하여 회전시킴으로써 상기 홈을 형성하는 단계;
상기 파이프 엘리먼트를 회전시키면서, 상기 파이프 엘리먼트의 외부 표면에 마킹된 특징을 감지함으로써 상기 파이프 엘리먼트의 회전수를 결정하여 상기 홈 원주를 측정하는 단계;
상기 원하는 홈 원주 오차와 상기 홈 원주를 비교하는 단계;
상기 홈 원주가 상기 원하는 홈 원주 오차 이내가 될 때까지 상기 형성하는 단계, 측정하는 단계, 및 상기 비교하는 단계를 반복하는 단계를 포함하되, 상기 구동 롤러는 상기 종축과 평행한 제1축을 중심으로 회전함으로써, 상기 파이프 엘리먼트를 상기 종축을 중심으로 회전시키는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 방법.
종축을 갖는 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 디바이스로서,
상기 디바이스는:
구동 롤러 축을 중심으로 회전가능하고, 상기 구동 롤러 축이 상기 파이프 엘리먼트의 상기 종축에 평행하게 배향되는 경우 상기 파이프 엘리먼트의 내부 표면 중 일부와 계합가능한, 구동 롤러;
상기 구동 롤러 축에 평행하게 배향된 홈가공 롤러 축을 중심으로 회전가능하고, 알려진 직경을 가지며, 상기 파이프 엘리먼트의 회전시 상기 파이프 엘리먼트의 재료를 변위시키고 내부에 상기 홈을 형성하도록 상기 파이프 엘리먼트의 외부 표면 중 일부와 강력히 계합하기 위해서 상기 구동 롤러를 향해 및 상기 구동 롤러로부터 멀리 이동가능한, 홈가공 롤러;
상기 홈가공 롤러의 회전 정도를 결정하고 그것을 나타내는 제 1 신호를 생성하는 제 1 센서;
상기 파이프 엘리먼트의 외부 표면에 마킹된 특징을 감지함으로써 상기 파이프 엘리먼트의 회전 정도를 결정하고 그것을 나타내는 제 2 신호를 생성하는 제 2 센서;
상기 제 1 및 제 2 신호들을 수신하고, 상기 홈의 직경을 결정하기 위해서 상기 제 1 및 제 2 신호를 사용하고, 그리고 상기 홈의 상기 직경에 대응하여 상기 구동 롤러를 향해 및 상기 구동 롤러로부터 멀리 상기 홈가공 롤러의 이동을 제어하도록 구성되는 제어 시스템을 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 디바이스.
제35항에 있어서,
상기 제 1 센서는 상기 홈가공 롤러와 작동되도록 연관된 회전 인코더를 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 디바이스.
제35항에 있어서,
상기 제 2 센서는:
상기 파이프 엘리먼트의 외부 표면에 부착하여 마킹되고, 상기 파이프 엘리먼트의 상기 외부 표면과 대비되는 광 반사 표면;
상기 파이프 엘리먼트의 상기 외부 표면 및 이에 부착된 광 반사 표면 상에 광을 투사하도록 배치된 광 프로젝터;
상기 광 반사 표면으로부터의 반사시 상기 광 프로젝터에 의해 투사된 광을 검출하도록 구성되며, 그것을 나타내는 상기 신호를 생성하는, 검출기를 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 디바이스.
제37항에 있어서,
상기 광 프로젝터는 레이저를 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 디바이스.
제37항에 있어서,
상기 광 반사 표면은 경면 반사 표면, 확산 반사 표면, 대비색 반사 표면 및 그 조합들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 디바이스.
제35항에 있어서,
상기 제 2 센서는:
상기 파이프 엘리먼트의 외부 표면에 부착되어 마킹하는 자석;
자계를 검출하고, 그것을 나타내는 상기 신호를 생성하는 검출기를 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 디바이스.
제35항에 있어서,
상기 파이프 엘리먼트의 적어도 일부분의 표면 프로파일을 측정하고 그것을 나타내는 신호를 생성하는 제 3 센서를 더 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 디바이스.
제41항에 있어서,
상기 제 3 센서는:
상기 파이프 엘리먼트의 상기 적어도 일부분을 따라 팬 형상의 빔을 투사하도록 구성된 레이저;
상기 파이프 엘리먼트의 상기 적어도 일부분으로부터 상기 팬 형상의 빔의 반사를 수신하도록 구성되는 검출기;
삼각 측량을 이용하여 상기 반사를 상기 표면 프로파일을 나타내는 측정치들로 변환하고, 상기 측정치들을 나타내는 상기 신호를 생성하며, 그리고 상기 신호를 상기 제어 시스템으로 송신하는 산출부를 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 디바이스.
제35항에 있어서,
상기 홈가공 롤러는 상기 제어 시스템에 의해 제어되는 액추에이터 상에 탑재되는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 디바이스.
종축을 갖는 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 디바이스로서,
상기 디바이스는:
구동 롤러 축을 중심으로 회전가능하고, 상기 구동 롤러 축이 상기 파이프 엘리먼트의 상기 종축에 평행하게 배향되는 경우 상기 파이프 엘리먼트의 내부 표면 중 일부와 계합가능한, 구동 롤러;
상기 구동 롤러 축에 평행하게 배향된 홈가공 롤러 축을 중심으로 회전가능하고, 상기 파이프 엘리먼트의 회전시 상기 파이프 엘리먼트의 재료를 변위시키고 내부에 상기 홈을 형성하도록 상기 파이프 엘리먼트의 외부 표면 중 일부를 강력히 계합하기 위해서 상기 구동 롤러를 향해 및 상기 구동 롤러로부터 멀리 이동가능한, 홈가공 롤러;
상기 구동 롤러 축에 평행하게 배향된 아이들러 롤러 축을 중심으로 회전가능하고, 알려진 직경을 가지며, 상기 파이프 엘리먼트의 회전시 회전하도록 상기 파이프 엘리먼트의 외부 표면에 계합하기 위해서 상기 구동 롤러를 향해 및 상기 구동 롤러로부터 멀리 이동가능한, 아이들러 롤러;
상기 아이들러 롤러의 회전 정도를 결정하고 그것을 나타내는 제 1 신호를 생성하는 제 1 센서;
상기 파이프 엘리먼트의 외부 표면에 마킹된 특징을 감지함으로써 상기 파이프 엘리먼트의 회전 정도를 결정하고 그것을 나타내는 제 2 신호를 생성하는 제 2 센서;
상기 제 1 및 제 2 신호들을 수신하고, 상기 홈의 직경을 결정하기 위해서 상기 제 1 및 제 2 신호를 사용하고, 그리고 상기 홈의 상기 직경에 대응하여 상기 구동 롤러를 향해 및 상기 구동 롤러로부터 멀리 상기 홈가공 롤러의 이동을 제어하도록 구성되는 제어 시스템을 포함하되,
상기 구동 롤러는 상기 종축과 평행한 상기 구동 롤러 축을 중심으로 회전함으로써, 상기 파이프 엘리먼트를 상기 종축을 중심으로 회전시키는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 디바이스.
제44항에 있어서,
상기 제 1 센서는 상기 아이들러 롤러와 작동되도록 연관된 회전 인코더를 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 디바이스.
제44항에 있어서,
상기 제 2 센서는:
상기 파이프 엘리먼트의 외부 표면에 부착되어 마킹하고, 상기 파이프 엘리먼트의 상기 외부 표면과 대비되는 광 반사 표면;
상기 파이프 엘리먼트의 상기 외부 표면 및 이에 부착된 광 반사 표면 상에 광을 투사하도록 배치된 광 프로젝터;
상기 광 반사 표면으로부터의 반사시 상기 광 프로젝터에 의해 투사된 광을 검출하도록 구성되며, 그것을 나타내는 상기 신호를 생성하는, 검출기를 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 디바이스.
제46항에 있어서,
상기 광 프로젝터는 레이저를 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 디바이스.
제46항에 있어서,
상기 광 반사 표면은 경면 반사 표면, 확산 반사 표면, 대비색 반사 표면 및 그 조합들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 디바이스.
제44항에 있어서,
상기 제 2 센서는:
상기 파이프 엘리먼트의 외부 표면에 부착되어 마킹하는 자석;
자계를 검출하고, 그것을 나타내는 상기 신호를 생성하는 검출기를 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 디바이스.
제44항에 있어서,
상기 파이프 엘리먼트의 적어도 일부분의 표면 프로파일을 측정하고 그것을 나타내는 신호를 생성하는 제 3 센서를 더 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 디바이스.
제50항에 있어서,
상기 제 3 센서는:
상기 파이프 엘리먼트의 적어도 상기 부분을 따라 팬 형상의 빔을 투사하도록 구성된 레이저;
상기 파이프 엘리먼트의 상기 부분으로부터 상기 팬 형상의 빔의 반사를 수신하도록 구성된 검출기;
삼각 측량을 이용하여 상기 반사를 상기 표면 프로파일을 나타내는 측정치들로 변환하고, 상기 측정치들을 나타내는 상기 신호를 생성하며, 그리고 상기 신호를 상기 제어 시스템으로 송신하는 산출부를 포함하는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 디바이스.
제44항에 있어서,
상기 홈가공 롤러는 상기 제어 시스템에 의해 제어되는 액추에이터 상에 탑재되는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 디바이스.
제44항에 있어서,
상기 아이들러 롤러는 상기 제어 시스템에 의해 제어되는 액추에이터 상에 탑재되는, 파이프 엘리먼트에 원주 홈을 형성하는 디바이스.