KR102401679B1 - 실린더형 튜브 형성 방법 - Google Patents

실린더형 튜브 형성 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102401679B1
KR102401679B1 KR1020197022605A KR20197022605A KR102401679B1 KR 102401679 B1 KR102401679 B1 KR 102401679B1 KR 1020197022605 A KR1020197022605 A KR 1020197022605A KR 20197022605 A KR20197022605 A KR 20197022605A KR 102401679 B1 KR102401679 B1 KR 102401679B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
discrete section
cylinder
separation plane
thickness
discrete
Prior art date
Application number
KR1020197022605A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190107048A (ko
Inventor
마이클 카론
Original Assignee
키스톤 타워 시스템스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 키스톤 타워 시스템스, 인코포레이티드 filed Critical 키스톤 타워 시스템스, 인코포레이티드
Priority to KR1020227016827A priority Critical patent/KR102632086B1/ko
Publication of KR20190107048A publication Critical patent/KR20190107048A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102401679B1 publication Critical patent/KR102401679B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/12—Making tubes or metal hoses with helically arranged seams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/12—Making tubes or metal hoses with helically arranged seams
    • B21C37/122—Making tubes or metal hoses with helically arranged seams with welded or soldered seams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/22—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/12—Making tubes or metal hoses with helically arranged seams
    • B21C37/126—Supply, or operations combined with supply, of strip material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/12—Making tubes or metal hoses with helically arranged seams
    • B21C37/127—Tube treating or manipulating combined with or specially adapted for use in connection with tube making machines, e.g. drawing-off devices, cutting-off
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/15—Making tubes of special shape; Making tube fittings
    • B21C37/156—Making tubes with wall irregularities
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/15—Making tubes of special shape; Making tube fittings
    • B21C37/22—Making finned or ribbed tubes by fixing strip or like material to tubes
    • B21C37/26—Making finned or ribbed tubes by fixing strip or like material to tubes helically-ribbed tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B23K26/24—Seam welding
    • B23K26/30—Seam welding of three-dimensional seams
    • B23K26/302—Seam welding of three-dimensional seams of helicoidal seams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
    • B23K31/02—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to soldering or welding
    • B23K31/027—Making tubes with soldering or welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
    • B23K9/032—Seam welding; Backing means; Inserts for three-dimensional seams
    • B23K9/0325—Seam welding; Backing means; Inserts for three-dimensional seams helicoidal seams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P13/00—Making metal objects by operations essentially involving machining but not covered by a single other subclass
    • B23P13/02—Making metal objects by operations essentially involving machining but not covered by a single other subclass in which only the machining operations are important
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/02—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass turbine or like blades from one piece
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00—Rigid pipes
    • F16L9/16—Rigid pipes wound from sheets or strips, with or without reinforcement
    • F16L9/165—Rigid pipes wound from sheets or strips, with or without reinforcement of metal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/728—Onshore wind turbines

Abstract

튜브 형성 방법은 다양한 두께를 갖는 튜브의 생산에서 효율적인 전이를 위해 사용될 수 있다. 연속적인 튜브를 형성하는데 사용되는 재료는 재료의 제 2 이산 섹션으로부터 제 1 이산 섹션을 분리하는 분리 평면을 따라 동일한 두께를 가질 수 있고, 제 1 이산 섹션 및 제 2 이산 섹션은 각각 재료의 공급 방향에서 다양한 두께를 가질 수 있다. 이러한 두께 프로파일에 있어서, 재료의 제 1 이산 섹션은 제 2 이산 섹션이 다양한 두께를 갖는 제 2 실린더 내로 형성됨에 따라 다양한 두께를 갖는 제 1 실린더 내로 형성될 수 있고 제 2 이산 섹션으로부터 분리될 수 있다. 특히, 제 1 실린더와 제 2 실린더 사이의 전이는 스크랩 및/또는 차단없이 달성될 수 있어, 비용 절감 및 다양한 두께를 갖는 튜브의 형성과 관련된 생산량의 향상을 가져온다.

Description

실린더형 튜브 형성 방법
본 출원은 2017년 1월 12일자로 출원된 미국 짐장출원 제 62/445,520 호의 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 본원에 참고로 인용된다.
튜브는 산업 응용 분야에서 보편적이며, 풍력 터빈(또는 다른 기계류)을 지지하고 유체를 이송하는 것을 포함하여 몇 가지 공통적인 용도가 있다. 특정 적용을 위해 형성된 하나 이상의 튜브의 두께를 변화시키는 것이 종종 바람직하다. 예를 들어, 풍력 터빈 타워의 형성과 같은 대규모 산업 응용 분야에서 이러한 타워를 형성하는 데 사용되는 튜브는 공장 출고시 제조되며 운송 제한으로 인해 최대 직경으로 제한된다. 이러한 방식으로 구속된 튜브의 직경에 있어서, 바람직한 구조적 성능 특성을 갖는 튜브를 형성하기 위해 튜브의 길이를 따라 튜브의 벽 두께를 변화시키는 것이 종종 바람직하다. 특히, 벽 두께가 튜브 내에서 한 방향을 따라 점진적으로 증가하는(예를 들어, 튜브의 한 단부에서의 두께가 튜브의 다른 단부에서의 두께보다 실질적으로 크도록 튜브의 축을 따라 증가하는 모멘트 하중을 수용하는) 것이 바람직하다.
그러나, 튜브의 두께의 변화는 이러한 튜브를 형성하는 데 사용되는 생산 공정에서의 재료 및 처리량의 효율적인 사용과 관련하여 특정 과제를 야기한다. 예를 들어, 한 튜브에서 다른 튜브로의 두께의 변화는 스크랩을 생성할 수 있다. 예를 들어, 두께의 변화가 너무 커서 연속 생산 공정에서 수용할 수 없는 경우이다. 이것은 예를 들어, 동일한 튜브의 2 개의 경우 사이에서 천천히 증가하는 벽 두께와 함께, 제 1 단부가 제 2 단부보다 실질적으로 큰 두께를 갖는 상태에서 발생할 수 있다. 또한, 튜브가 연속 생산 공정을 사용하여 형성되는 경우, 공정은 두께 변화가 수용되도록 일시 정지할 필요가 있을 수 있다. 예를 들어, 다음 튜브를 형성하기 전에 스크랩을 제거하고 공정을 다시 시작하기 위해 추가 단계를 수행해야 한다. 스크랩을 생산하고 연속 생산 공정을 둔화시키거나 일시 정지시키면 튜브의 비용을 크게 증가시킬 수 있다. 따라서, 두께의 종 방향 변화를 갖는 튜브를 제조하는 개선된 방법이 필요하다.
튜브 형성 방법은 다양한 두께를 갖는 튜브의 제조에서 효율적인 전이를 위해 사용될 수 있다. 연속적인 튜브를 형성하는데 사용되는 재료는 상기 재료의 제 2 이산 섹션으로부터 제 1 이산 섹션을 분리하는 분리 평면을 따라 동일한 두께를 가질 수 있고, 제 1 이산 섹션 및 제 2 이산 섹션은 각각 상기 재료의 공급 방향으로 다양한 두께를 가질 수 있다. 이러한 두께 프로파일에서는, 재료의 제 1 이산 섹션은 가변 두께를 갖는 제 1 실린더로 형성될 수 있고, 제 2 이산 섹션이 다양한 두께를 갖는 제 2 실린더로 형성될 때 제 2 이산 섹션으로부터 분리될 수 있다. 특히, 제 1 실린더와 제 2 실린더 사이의 전이는 스크랩 및/또는 중단없이 달성될 수 있어서, 다양한 두께를 갖는 튜브의 형성과 관련된 비용 절감 및 생산량의 향상을 가져온다.
일 양태에 따르면, 튜브를 형성하는 방법은 공급 방향으로 재료를 만곡 장치 내로 이동시키는 단계, 상기 재료는 상기 재료와 교차하는 분리 평면을 따라 제 2 이산 섹션에 접하는 제 1 이산 섹션을 가지며, 분리 평면에 의해 교차되는 재료가 만곡 장치를 통해 움직임에 따라 상기 제 1 이산 섹션과 제 2 이산 섹션은 상기 분리 평면에서 동일한 두께를 가지고, 각각 공급 방향에서 가변 두께를 가지고,
상기 재료를 상기 분리 평면에 의해 교차된 나선형 이음부를 가지는 제 1 실린더로 형성하는 단계, 제 1 이산 섹션을 그 자체 및 상기 나선형 이음부를 따라 상기 제 2 이산 섹션에 결합시키는 단계, 및 제 1 이산 섹션이 제 2 이산 섹션에 결합되는 위치를 따라 나선형 이음부와 교차하는 분리 평면을 따라 제 2 이산 섹션으로부터 제 1 이산 섹션을 절단하는 단계를 포함할 수 있다.
특정 구현예에서, 재료는 공급 방향으로 연속적으로 이동될 수 있다.
일부 구현예에서, 제 1 실린더 내로 재료를 형성하는 단계는 분리 평면과 나선형 이음부의 교차점에서 제 2 이산 섹션의 제 2 에지에 인접한 제 1 이산 섹션의 제 1 에지를 굽히는 단계를 포함할 수 있다.
특정 구현예에서, 분리 평면은 제 1 실린더에 의해 한정된 종축에 수직 일 수 있다.
일부 구현예에서, 재료는 공급 방향과 교차하는 방향으로 서로 고정된 복수의 시트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 분리 평면은 복수의 시트 중 하나의 시트를 실질적으로 2등분할 수 있다. 특정 예에서, 실질적으로 이등분된 시트는 복수의 시트에서 적어도 하나의 인접한 시트보다 길 수 있다. 추가적으로 또는 그 대신에, 제 1 이산 섹션을 그 자체 및 제 2 이산 섹션에 결합시키는 단계는 나선형 이음부를 따라 재료의 코너 이음부를 형성하는 것을 포함할 수 있다. 분리 평면은 모서리 이음매로부터 이격된 나선형 이음부의 부분을 따라 나선형 이음매와 교차할 수 있다.
특정 구현예에서, 제 1 이산 섹션의 세그먼트가 만곡 장치 내에 있을 때, 제 1 이산 섹션은 제 2 이산 섹션으로부터 절단될 수 있다.
일부 구현예에서, 상기 방법은 제 2 이산 섹션을 제 2 실린더에 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 2 실린더의 선단 에지는 제 1 이산 섹션이 제 2 이산 섹션으로부터 절단되는 분리 평면에 의해 경계 지어질 수 있다.
특정 구현예에서, 제 1 이산 섹션의 적어도 일부분은 공급 방향을 따라 단조롭게 변화하는 두께를 가질 수 있고, 제 2 이산 섹션의 적어도 일부는 공급 방향을 따라 단조롭게 변화하는 두께를 가질 수 있다. 제 1 이산 섹션의 적어도 하나의 부분 및 제 2 이산 섹션의 적어도 하나의 부분 중 하나의 두께는 공급 방향으로 증가할 수 있고, 제 1 이산 섹션의 적어도 하나의 부분 및 2 이산 섹션의 적어도 하나의 부분의 다른 하나의 두께는 공급 방향으로 감소할 수 있다. 추가적으로 또는 대신에, 제 1 이산 섹션의 두께의 변화는 분리 평면 둘레의 제 2 이산 섹션의 두께의 변화에 의해 대칭으로 미러링될 수 있다.
일부 구현예에서, 만곡 장치로 이동된 재료는 금속의 평면 스트립이다. 추가적으로 또는 대신에, 만곡 장치는 3 중 롤로 배열된 복수의 롤 뱅크를 포함할 수 있다.
특정 구현예에서, 제 1 이산 섹션을 자체 및 나선형 이음부를 따라 제 2 이산 섹션에 결합시키는 단계는 재료를 연속적으로 용접하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 제 2 이산 섹션으로부터 제 1 이산 섹션을 절단하는 단계는 제 1 실린더의 전체 원주를 따라 절단하는 단계를 포함할 수 있다.
특정 구현예에서, 제 1 분리된 부분이 제 2 분리된 부분으로부터 절단됨에 따라 제 1 실린더는 변형되지 않을 수 있다.
다른 양태들, 특징들 및 장점들은 상세한 설명 및 도면들 및 청구항들로부터 명백할 것이다.
도 1은 두께의 종 방향 변화를 갖는 실린더형 튜브의 측면도.
도 2는 연속 생산 공정에서, 도 1의 실린더형 튜브를 형성하기 위한 생산 오더의 개략도.
도 3은 도 2의 생산 오더에 기초한 시퀀스로 배열된 재료의 시트의 평면도.
도 4는 제조 시스템의 블록도.
도 5는 연속 제조 공정의 도 1의 실린더형 튜브를 형성하기 위해 도 3의 재료의 시트에 도 5의 제조 시스템에 의해 수행된 나선형 형성 공정의 개략도.
도 6은 튜브를 형성하는 예시적인 방법의 흐름도.
도 7은 두께의 각각의 종방향의 변화를 갖는 다양한 치수의 실린더형 튜브의 측면도.
도 8은 연속 생산 공정의 도 7의 실린더형 튜브를 형성하기 위한 생산 오더의 개략도.
다양한 도면에서 유사한 참조 부호는 동일한 요소를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 전술한 내용은 많은 다른 형태로 구체화될 수 있으며 여기에 설명된 예시적인 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.
본 출원에 언급된 모든 문헌은 그 전체가 본 명세서에 참고로 포함된다. 단수로 언급된 항목은 다르게 명시되거나 문맥에서 명확한 경우를 제외하고는 복수형으로된 항목을 포함하는 것으로 이해되어야 하며, 그 반대로도 이해해야 한다. 문법적 접속사는 다르게 명시되거나 문맥에서 명확한 경우를 제외하고 결합된 절, 문장, 단어 등의 분리형 및 결합형 조합을 나타내기 위한 것이다. 따라서, 용어 "또는"은 일반적으로 " 및/또는"을 의미하는 것으로 이해되어야 하며, 유사하게, 용어 " 및"은 일반적으로 " 및/또는"을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
본원에서 값의 범위를 열거한 것은 제한하는 것으로 의도되지 않고, 달리 지시되지 않는 한 범위 내에 있는 임의의 값 및 모든 값을 개별적으로 지칭하며, 그러한 범위 내의 각각의 개별 값은 여기에 개별적으로 인용되었다. 수치를 수반할 때 "약", "대략", "실질적으로" 등의 단어는 의도된 목적을 만족스럽게 작동시키는 당업자에 의해 인식되는 임의의 편차를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 값의 범위 및/또는 수치 값은 단지 예로서 여기에 제공되며 설명된 실시예들의 범위에 대한 제한을 구성하지 않는다. 여기에 제공된 임의의 및 모든 예 또는 예시적인 언어("예", "와 같은" 등)의 사용은 단지 실시예를 보다 잘 나타내도록 의도된 것이며 실시예 또는 청구항의 범위를 제한하지 않는다. 명세서에서 어떠한 언어도 개시되지 않은 요소를 개시된 실시예의 실행에 필수적인 것으로서 해석하는 것으로 해석되어서는 안된다.
이하의 설명에서, "제 1", "제 2", "상부", "하부", "위", "아래", "위로", "아래로" 등과 같은 용어는 는 본 명세서에서 사용된 범위 내에서 편의상 사용되는 용어이며 구체적으로 언급되지 않는 한 용어를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
본 발명의 성형 공정은 임의의 하나 이상의 다양한 산업 분야에 유용한 튜브의 형성에 관하여 기재되어있다. 예를 들어, 본 명세서에서 형성된 튜브는 플랜지와 함께 장착될 수 있고, 선택적으로 다른 유형의 튜브에 결합되어 풍력 타워, 파일링, 토목 기술자 등을 위한 기타 구조물 조각(예: 기둥), 파이프 라인, 덕트(ducting)등을 형성하는데 유용할 수 있는 연속식 중공 구조를 형성할 수 있다. 따라서, 보다 구체적인 예로서, 다르게 특정되거나 문맥으로부터 명백해지지 않는 한, 본 명세서에 기술된 장치, 시스템 및 방법에 따라 형성된 튜브는 풍력 터빈 또는 다른 유사한 기계 장치를 지지하기 위해 사용되는 타워의 섹션으로서 유용할 수 있다는 것을 이해하어야 한다. 그러나, 이는 예시로서, 어떠한 방식 으로든 본 개시 내용을 한정하는 것으로 이해되어서는 안된다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 튜브 및 실린더라는 용어는 달리 명시되거나 문맥으로부터 명확해지지 않는 한 상호 교환 가능하게 사용되어야 한다. 보다 구체적으로, 본 명세서의 내용에서, 튜브 및 실린더는 형성되는 구조물의 치수 공차에 따라 치수 변화를 허용하면서 실질적으로 우측 원형 실린더 형상을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 추가적으로 또는 대신에, 본 명세서의 튜브 및 실린더는 실질적으로 원형 실린더 형상의 종축을 따라 중공으로 이해되어야 한다.
또한, 본원에 사용된 바와 같이, 두께라는 용어는 상황에 따라 평면 형태 또는 곡선 형태의 재료 시트의 벽 두께를 의미한다. 형성 중이거나 형성된 튜브 또는 실린더에서, 두께는 튜브 또는 실린더를 따른 주어진 종 방향 위치에서 각각의 튜브 또는 실린더의 재료의 방사상 치수로 이해되어야 한다. 따라서, 예를 들어 두께의 종 방향 변화를 갖는 튜브 또는 실린더는 적어도 튜브 또는 실린더를 따라 종방향으로 변하는 벽 두께를 갖는 것으로 이해되어야 한다.
도 1을 참조하면, 길이 "L" 및 직경 "D"를 갖는 실린더(100)는 시트(t1, t2, t3, t4, t5, t6)로 형성될 수 있다. 각 시트(t1, t2, t3, t4, t5, t6)는 각각의 두께(예를 들어, 실질적으로 균일한 두께)를 가질 수 있다. 시트(t1, t2, t3, t4, t5, t6) 중 적어도 하나의 각각의 두께는 시트(t1, t2, t3, t4, t5, t6)의 적어도 다른 하나의 각각의 두께와 다를 수 있어, 집합적으로 시트(t1, t2, t3, t4, t5, t6)가 실린더(100)에 의해 한정된 종 방향 축 "C"를 따라 두께의 변화를 부여하게 된다. 즉, t1에서 t6의 종방향으로, 실린더(100)의 두께는 실린더(100)의 길이 "L"의 일부 또는 전부를 따라 및 임의의 하나 이상의 패턴에 따라 변화될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 실린더(100)는 t1에서 t6의 방향으로 실린더(100)의 길이 "L"의 적어도 일부분을 따라, (함수 또는 양의) 변화가 감소 또는 증가하지 않고 변화되는 단조롭게(monotonically) 증가 또는 감소하는 두께를 가질 수 있다. 실린더(100)의 두께의 변화는 예를들어 직경 "D"의 특정 값 또는 값의 범위로 크기로 구속된 실린더(100)에 대한 목표 구조 성능 특성을 달성하는데 유용할 수 있다. 추가적으로 또는 대신에, 실린더(100)의 일부분을 따라 가장 엄격한 구조 요건을 충족시키고 실린더(100)의 다른 부분을 따른 구조 요구 조건에 대해 과도한 치수로된 것으로 선택된 균일한 두께의 재료로 실린더(100)를 형성하는 것과 비교하여, 시트(t1, t2, t3, t4, t5, t6)를 따른 두께의 변화를 갖는 실린더(100)는 중량 및 비용 절감면에서 상당한 장점을 가질 수 있다. 추가적으로 또는 대신에 그리고 보다 상세히 후술하는 바와 같이, 실린더(100)는 재료의 사용에 있어서 추가 효율(예를 들어, 비용 절감)을 달성하는 것을 용이하게 할 수 있는 하나 이상의 공정에 따라 형성될 수 있으며, 실린더(100)를 형성하는데 사용되는 제조 시스템의 처리량을 감소시킨다.
이제 도 2를 참조하면, 생산 순서 "P"는 시트(t1, t2, t3, t4, t5, t6)가 일련의 제조 시스템을 통해 이동함에 따라 시간 경과에 따라 순차적으로 실린더(100)의 다수의 인스턴스를 형성(생산 순서 "P"의 화살표 방향으로 표시)하는 것을 나타낸다. 도 2에서는 설명의 편의를 위해, 생산 순서 "P"로 제조된 다수 인스턴스의 실린더(100)를 연속적인 실린더로 도시했으며, 연속적인 실린더는 제조 공정의 과정에서 실린더(100)의 다수 인스턴스가 서로 분리되지 않았을 경우에 제조 시스템에 의해 형성된 경우이다. 그러나, 보다 상세하게 후술하는 바와 같이, 실린더(100)의 각각의 인스턴스는 분리 평면(200)에서 절단되어, 실린더(100)의 인스턴스를 실린더(100)의 다음 인스턴스(예를 들어, 실린더(100)의 다음 인스턴스가 형성되었을 때)로부터 분리하거나 또는 생산 순서의 시작과 끝에서 스크랩(203)으로부터 실린더(100)의 인스턴스를 분리할 수 있다.
일반적으로, 생산 순서 "P"는 실린더(100)의 각 인스턴스의 형성 시에 전이 동안 스크랩을 거의 또는 전혀 생성하지 않는 방식으로 실린더(100)의 복수 인스턴스의 두께 변화를 서로 상대적으로 배열하는 것에 기초할 수 있다. 예를 들어, 생산 순서 "P"에서 시트들(t1, t2, t3, t4, t5, t6)은 분리 평면(200)에 의해 분리된 제 1 이산 섹션(201) 및 제 2 이산 섹션(202)을 갖는 교대 패턴을 형성하도록 배열될 수 있다. 제 1 이산 섹션(201)의 재료의 두께는 분리 평면(200)에서 제 2 이산 섹션(202)의 재료의 두께와 매치될 수 있고, 제 1 이산 섹션(201) 및 제 2 이산 섹션(202) 각각의 두께는 분리 평면으로부터 멀어지는 방향으로 변할 수 있다. 예를 들어, 분리 평면(200)으로부터 멀어지는 방향으로의 제 1 이산 섹션(201)의 두께의 변화는 분리 평면(200)으로부터 멀어지는 방향에서 제2 이산 섹션(202)의 두께의 변화와 거울 대칭을 가질 수 있다. 일반적으로 이해되어야 하는 바와 같이, 이러한 대칭은 실린더(100)의 실질적으로 동일한 경우를 형성하는데 특히 유용할 수 있다. 그러나, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 제 2 이산 섹션(202)의 두께의 변화에 대한 제 1 이산 섹션(201)의 두께의 다른 변화가 부가적으로 또는 선택적으로 가능하다. 제 1 이산 섹션(201)의 두께가 분리 평면(200)에서 제 2 이산 섹션(202)의 두께와 실질적으로 일치하도록 하기 위해, 분리 평면(200)은 실질적으로 균일한 두께를 갖는 시트(t1, t2, t3, t4, t5, t6) 중 단일 시트를 통해 연장되도록(예를 들어, 이등분하도록) 위치될 수 있다.
생산 오더 "P"에 따르면, 제 2 이산 섹션(202)이 실린더(100)의 제 2 인스턴스를 위해 제조 시스템을 통해 움직임에 따라 제 1 이산 섹션(201)은 실린더(100)의 제 1 인스턴스 내에 형성될 수 있고 분리 평면(200)을 따라 제 2 이산 섹션(202)으로부터 절단될 수 있다. 유사하게, 제 1 이산 섹션(202)의 다음 인스턴스가 제조 시스템을 통해 움직임에 따라 제 2 이산 섹션은 실린더(100)의 제 2 인스턴스 내에 형성될 수 있고 분리 평면(200)을 따라 제 1 이산 섹션(201)의 다음 인스턴스로부터 절단될 수 있다. 일반적으로, 이러한 교대 공정은 실린더(100)의 다수의 인스턴스를 형성하기 위해 필요에 따라 반복될 수 있다.
실린더(100)의 인스턴스들 간의 각각의 전이에서, 제 1 이산 섹션(201)과 제 2 이산 섹션(202)은 실린더(100)의 인스턴스들 간의 전이와 관련된 스크랩을 감소시키거나 제거하는데 유용한 세 가지 기준에 따라 분리 평면(200)에서 서로 매칭될 수 있다. 1) 제 1 이산 섹션(201)과 제 2 이산 섹션(202)은 분리 평면(200)에서 일치하는 테이퍼를 가질 수 있고; 2) 제 1 이산 섹션(201) 및 제 2 이산 섹션(202)은 분리 평면(200)에서 동일한 곡률 반경을 가질 수 있고; 3) 시트(t1, t2, t3, t4, t5, t6)는 제 1 이산 섹션(201)의 두께가 분리 평면(200)을 따라 제 2 이산 섹션(202)의 두께와 일치하도록 배열될 수 있다. 먼저, 두 가지 기준은 일반 실린더(100)의 다수의 인스턴스를 서로 실질적으로 유사한 각 인스턴스로 형성하는 것과 관련된 아티팩트(artifact)이며, 세 번째 기준은 생산 오더 "P"에 의해 촉진된다.
특정 구현예에서, 실린더(100)의 다수의 인스턴스를 형성하기 위한 생산 순서 "P"는 연속적으로 수행될 수 있다. 즉, 실린더(100)의 인스턴스 형성 사이에 스크랩이 생성되지 않기 때문에, 실린더(100)의 인스턴스들 사이의 스크랩을 제거하기 위한 생산 공정을 중지할 필요는 없다. 생산 순서 "P"의 연속성에 대한 스크랩 생산의 영향이 중요하지 않은 경우, 스크랩(203)은 생산 순서 "P"의 시작과 끝에서 생성된다. 따라서, 스크랩의 주기적인 제거를 필요로 하는 생산 순서와 비교하여, 생산 순서 "P"는 실린더(100)의 제조의 처리량을 향상하고 노동 수요를 줄이는데 유용할 수 있다.
이제 도 2 및 도 3을 참조하면, 생산 순서 "P"는 제조 시스템에 공급하기 위해 평면 형태의 시트(t1, t2, t3, t4, t5, t6)를 배치하기 위한 기초를 형성할 수 있다. 즉, 개념적으로, 실린더(100)의 다수의 인스턴스의 생산 순서 "P"로 나타낸 연속적인 실린더는, 포장을 풀어(unwrapped) 이송 방향 "F"으로 제조 시스템으로 이동하는 재료로써 시트들(t1, t2, t3, t4, t5, t6)을 배열하기 위한 배치순서를 제공할 수 있다. 하기에 더욱 상세히 서술된 바와 같이, 제조 시스템에서, 시트들(t1, t2, t3, t4, t5, t6)로 형성된 재료(300)는 만곡되어 결합되어서 실린더(100)의 인스턴스를 형성할 수 있고, 실린더(100)의 각각의 인스턴스는 분리 평면(200)의 각 인스턴스를 따라 절단될 수 있다.
일반적으로, 시트(t1, t2, t3, t4, t5, t6)는 특정 용도와 관련된 하중을 견디고 본 명세서에 서술된 하나이상의 방법에 따라 실린더 내에 형성가능한 임의의 하나 이상의 재료로 형성될 수 있다. 명확한 설명을 위해, 다르게 명시되거나 문맥 상 명확하지 않다면, 일반적으로 시트(t1, t2, t3, t4, t5, t6)는 실린더(100)(도 1)의 주어진 인스턴스의 시트(t1, t2, t3, t4, t5, t6)의 구조적 성능의 차이가 시트(t1, t2, t3, t4, t5, t6)의 구조적 특성에 기인하도록 동일한 기본 재료로 형성된다는 것으로 이해된다. 특히, 시트(t1, t2, t3, t4, t5, t6)의 구조적 특성의 차이는 시트(t1, t2, t3, t4, t5, t6)의 두께의 차이에 기인하는 것으로 일반적으로 이해되어야 한다. 그러나, 또한 일반적으로 시트들(t1, t2, t3, t4, t5, t6)은 몇몇 구현예에서 다른 재료 조성을 가질 수 있다는 것도 이해되어야 한다.
재료(300)는 예를 들어 시트(t1, t2, t3, t4, t5, t6)를 단부 대 단부 인접 관계로 접합함으로써 시트(t1, t2, t3, t4, t5, t6)로 형성될 수 있다. 크로스 이음부(301)는 시트(t1, t2, t3, t4, t5, t6)의 기초 재료에 적합한 다양한 다른 접합 기술 중 임의의 하나 이상에 따라 형성될 수 있다. 예를 들어, 시트(t1, t2, t3, t4, t5, t6)는 각각 강철(또는 산업 응용과 관련된 하중을 견디기에 적합하고 실린더를 형성하기 위해 구부릴 수 있는 다른 유사한 금속)로 형성될 수 있고, 크로스 이음부(301)는 여기에 설명된 용접 기술 중 임의의 하나 이상의 용접 기술에 따라 형성될 수 있다.
특정 구현예에서, 분리 평면(200)은 분리 평면(200)이 크로스 이음부(301)로부터 이격되도록 크로스 이음부(301)에 대해 위치될 수 있다. 이러한 간격은 예를 들어 크로스 이음부(301)의 교차점에 형성된 코너 이음부(예를 들어, 도 5의 코너 이음부(501)) 및 재료(300)가 실린더(100)를 형성하도록 만곡되는 나선을 따라 재료(300)를 절단할 가능성을 줄이는 데 유용하다. 재료(300)를 코너 이음부 또는 그 근처에서 절단하면, 많은 이음부가 한 번에 모이는 형상(예: 코너 이음부+절단부에서 플랜지를 접합하는 형상) 및/또는 설계 코드에 완전히 표현되지 않은 피로 특성을 갖는 형상이 생성될 수 있다.
실린더(100)에서 코너 이음부가 절단될 가능성을 줄이는데 유용한 간격의 예로서, 시트(t1, t2, t3, t4, t5, t6)는 각각의 분리 평면(200)이 더 긴 거리에서 자체에 결합될 수 있는 더 긴 시트를 통해 연장되는 크기로 전체적으로 형성된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 예를들어 t1 및 t6은 이들 시트를 통해 연장되는 분리 평면(200)이 각각의 크로스 이음부(301)으로부터 적당히 이격되어 크로스 이음부(301)에 의해 형성된 코너 이음부로부터 이격될 수 있도록 다른 시트보다 길 수 있다.
긴 시트의 기하학적 기준은 길이가 다음보다 커야 한다는 것이다.
[수학식 1]
L≥√((πD)2 + s2)
여기서, L은 시트의 길이, D는 실린더형 섹션의 직경, s는 시트의 폭이다.
이제 도 3 내지 도 5를 참조하면, 제조 시스템(400)은 스톡 소스(404), 공급 시스템(406), 만곡 장치(408), 결합 시스템(410), 절단 시스템(412) 및 제어 시스템(414)을 포함할 수 있다. 하기에 더 상세히 서술된 바와 같이 제조 시스템(400)은 본 명세서에 서술된 방법에 따라 실린더(100)(도 1)의 다수의 인스턴스를 제조하도록 작동할 수 있다. 제어 시스템(414)은 스톡 소스(404), 공급 시스템(406), 만곡 장치(408), 결합 시스템(410) 및 절단 시스템(412)을 각각 제어할 수 있다. 일부 구현예에서, 제어 시스템(414)은 제조 시스템(400)의 더 많거나 더 적은 구성요소 및 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템(414)은 만곡 장치(408) 및/또는 결합 시스템(410)으로부터 멀어지는 방향으로 실린더(100)의 인스턴스를 이동시키도록 런아웃 시스템을 추가로 제어할 수 있다.
제어 시스템(414)은 처리 유닛(420) 및 상기 처리 유닛(420)과 통신하는 저장 매체(440)를 포함할 수 있다. 처리 유닛(420)은 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있고, 저장 매체(440)는 처리 유닛(420)에 의해 수행될 때 제조 시스템(400)이 여기에 설명된 튜브 형성 방법 중 하나 이상을 수행하게 하는 컴퓨터 수행가능 명령을 저장할 수 있다. 선택적으로, 제어 시스템(414)은 처리 유닛(420)이 본 명세서에 서술된 튜브 형성 방법 중 하나 이상을 실행함에 따라 처리 유닛(420)이 입력 장치를 통해 수신된 입력에 추가적으로 또는 선택적으로 응답하도록 처리 유닛(420) 및 저장 매체(440)와 통신하는 입력 장치(예를 들어, 키보드, 마우스 및/또는 그래픽 사용자 인터페이스)를 포함할 수 있다.
보다 일반적으로는, 제어 시스템(414)은 제조 시스템(400)의 동작을 제어하도록 구성된 임의의 처리 회로를 포함할 수 있다. 이것은 예를 들어, 의도 또는 필요에 따라 처리 로직을 실행하도록 구성된 전용 회로를 포함할 수 있거나, 이것이 마이크로 제어기, 비례-적분-미분 제어기 또는 임의의 다른 프로그램 가능한 프로세스 제어기일 수 있다. 이것은 또한 본 명세서에서 고려되는 다양한 제어 단계 및 동작을 수행하기 위해 컴퓨터 실행 가능 코드에 의해 구성된 범용 마이크로 프로세서, 메모리 및 관련 처리 회로를 포함할 수도 있다.
보다 일반적으로, 제어기(28)는 센서 신호를 수신하고 제조 시스템(20)의 동작을 응답하여 제어하도록 구성된 임의의 처리 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 처리 로직을 의도 또는 필요한대로 실행하도록 동작 가능한 전용 회로를 포함할 수 있거나, 비례-적분-미분 제어기 또는 임의의 다른 프로그램 가능 프로세서 제어기를 포함할 수 있다.
스톡 소스(404)는 제조하는 동안 시트(t1, t2, t3, t4, t5, t6)의 선택 및 적재를 용이하게 하기 위해 매거진 또는 다른 적절한 디스펜서에 저장될 수 있는 시트(t1, t2, t3, t4, t5, t6)를 포함할 수 있다.
스톡 소스(404)와 공급 시스템(406) 사이에서, 시트(t1, t2, t3, t4, t5, t6)는 크로스 이음부(301)에서 서로 접합(예를 들어 용접)되어 재료(300)를 형성할 수 있다. 일반적으로, 크로스 이음부(301)는 재료(300)가 만곡 장치(408)로 움직이는 공급 방향 "F"에 대해 경사질 수 있다. 특히 크로스 이음부(301)는 재료(300)가 만곡 장치(408)로 움직이는 공급 방향 "F"에 대해 직각 일 수 있다.
공급 시스템(406)은 예를 들어, 스톡 소스(404)로부터 만곡 장치(408)로 부터 및/또는 이를 통해 재료(300)를 이송하도록 작동될 수 있다. 공급 시스템(406)은 구동 롤의 회전이 공급 방향 "F"의 재료(300)를 움직일 수 있도록 재료(300)를 핀칭하는 하나이상의 구동 롤쌍을 포함할 수 있다. 보다 일반적으로, 당 업계에 공지된 임의의 다양한 다른 기술에 따라 평면 재료를 이동시키기에 적합한 임의의 장비는 평면 형태의 재료(300)를 상기 스톡 소스(404)로부터 상기 만곡 장치(408)를 통해 그리고 일부 경우에는 만곡 장치(408)로 이동 시키는데 사용될 수 있다. 상기 장비는 예를 들어, 로봇 암, 피스톤, 서보 모터, 나사, 액추에이터, 롤러, 드라이버, 전자석, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 공급 방향 "F"는 실질적으로 일정할 수 있다(예를 들어, 하나 이상의 쌍의 구동 롤이 재료(300)를및 만곡 장치(408)로 및 이를 통해 움직임에 따라 실질적으로 정지위치의 공급 시스템(406)의 구동 롤의 하나이상의 쌍과 함께).
만곡 장치(408)는 그 안으로 공급되는 재료(300)에 제어 가능한 곡률을 부여할 수 있다. 만곡 장치(408)는 예를 들어 롤 벤더(502)를 통해 공급되는 재료(300)에 곡률을 부여하기 위해 서로에 대해 그리고 재료(300)에 대해 위치된 롤 뱅크를 포함하는 롤 벤더(502)를 포함할 수 있다. 특정 예시에서, 롤 벤더(502)의 롤 뱅크들은 3 중 롤로 배열될 수 있고, 추가 또는 대신에 롤 뱅크들은 롤 벤더(502)를 통해 이동하는 재료(300)에 가해지는 굽힘 모멘트를 변화시키기 위해 서로에 대해 이동할 수 있다. 굽힘 모멘트의 상기와 같은 변화는 실린더(100)(도 1)를 형성하기 위해 가변 두께의 시트(예를 들어, 시트(t1, t2, t3, t4, t5, t6))를 동일한 직경으로 구부리는데 유용할 수 있다.
일반적으로, 만곡 장치(408)는 굽힘 모멘트를 재료(300)의 평면 형태에 부여할 수 있다. 보다 구체적으로는, 재료(300)가 만곡 장치(408)을 통해 움직임에 따라 만곡 장치(408)는 굽힘 모멘트를 제 1 이산 섹션(201)과 제 2 이산 섹션을 따라 재료(300)에 부여할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 분리 평면(200)에 의해 교차된 재료(300)의 일부분이 만곡 장치(408)를 통해 이동함에 따라, 재료(300)는 분리 평면(200)에 의해 교차된 나선형 이음부(503)를 가지는 제 1 실린더(504)로 형성될 수 있다. 또 다른 특정 예시에서, 만곡 장치(408)는 제 1 이산 섹션 (201)의 제 1 에지가 분리 평면(200)과 나선형 이음부(503)의 교차점에서 제 2 이산 섹션(202)의 제 2 에지에 인접하도록 재료(300)를 구부림으로써 나선형 이음부(503)를 갖는 재료(300)를 형성할 수 있다. 하기에 더욱 상세히 설명되는 처리(예를 들어, 접합 및 절단)를 통해, 제 1 실린더(504)는 실린더(100)의 인스턴스에 형성될 수 있다.(도 1)
결합 시스템(410)은 재료(300)를 나선형 이음부(503)를 따라 자체적으로 기계적으로 결합시킬 수 있다. 예를 들어, 제 1 이산 섹션(201) 및 제 2 이산 섹션(202)은 결합 시스템(410)이 나선형 이음부(503)을 따라 제 1 이산 섹션 (201)을 그 자체 및 제 2 이산 섹션(202)에(예를 들어, 분리 평면 (200)과 나선형 이음부(503)의 교차점에) 결합시킬 수 있도록 서로에 대해 배향될 수 있다. 상기 예시에 이어, 그 자체 및 제 2 이산 섹션(202)에(예를 들어, 분리 평면 (200)과 나선형 이음부(503)의 교차점에) 결합된 제 1 이산 섹션(201)과 함께 제 1 이산 섹션(201) 및 제 2 이산 섹션(202)은 만곡 장치(408)를 통해 이동함에 따라 제 1 실린더 (504)를 제 2 이산 섹션(202)으로부터 분리하기 위해, 하기에 더욱 상세히 설명되는 절단 공정을 견디기 위해 분리 평면(200)을 따라 충분한 기계적 강도를 가질 수있다.
결합 시스템(410)은, 예를 들어, 재료(300)가 만곡 장치(408)를 통해 이동함에 따라 나선형 이음부(503)을 따라 재료(300)를 용접하기에 적합한 하나 이상의 용접 헤드(508)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 하나 이상의 용접 헤드(508)는 나선형 이음부(503)을 따라 재료(300)를 함께 유지하기 위해 만곡된 상태로 재료(300)의 내부 표면을 따라 및/또는 외부 표면을 따라 재료(300)를 용접하도록 배치될 수 있다. 용접을 위한 다양한 기술이 당해 업계에 공지되어 있고 본 명세서에서 고려된 바와 같이 재료를(300) 형성하고 재료의 하나 이상의 에지를 함께 결합시키기 위해 시트(t1, t2, t3, t4, t5, t6)를 결합하는데 적용될 수 있다. 이는 예를 들어, 나선형 이음부(503)을 따라 베이스 금속 또는 다른 재료를 용융시키는 임의의 용접 기술을 포함할 수 있으며, 접합의 강도를 향상시키기 위해 조인트에 적합한 필러 재료와 선택적으로 함께 할 수 있다. 금속을 구조적으로 접합시키는데 적합한 종래의 용접 기술은 예를 들어 비 제한적으로 다음을 포함할 수 있다:
금속 불활성 가스(MIG) 및/또는 금속 활성 가스(MAG)를 포함하는 가스 금속 아크 용접(GMAW); 서브머지드 아크 용접(SAW); 레이저 용접; 및 가스 텅스텐 아크 용접(일명 텅스텐, 불활성 가스 또는 "TIG"용접); 및 기타. 재료(300)의 에지들 사이의 구조적 결합을 형성하기에 적합한 상기 및 임의의 다른 기술은 접합 시스템(410)에, 보다 일반적으로는 본 명세서에 기술된 임의의 방식 및 결합 형태로 적용될 수 있다. 결합 시스템(410)에 의해 부여된 기계적 커플링은 예를 들어 나선형 이음부(503)을 따라 연속적이어서 제 1 실린더(504) 및 궁극적으로 실린더(100)의 인스턴스(도 1)에 향상된 구조적 강도를 제공할 수 있다. 기계적 커플링은 추가적 또한 대신에 예를 들어, 실린더(100)(도 1)의 구조적 강도가 주요 설계가 아닌 적용을 위해 보다 빠른 처리량을 용이하게 하기 위해 나선형 이음부(503)을 따라(예를 들어 고정된 거리에서) 간헐적 커플링을 포함할 수 있다.
절단 시스템(412)은 일반적으로 실린더(100)(도 1)의 인스턴스를 형성하기 위해 평면(200)을 따라 제 1 이산 섹션(201)과 제 2 이산 섹션(202)을 서로 기계적으로 분리할 수 있다. 특히, 도 5에 도시된 예를 참조하면, 절단 시스템(412)은 제 2 이산 섹션(202)이 만곡 장치(408)를 통해 이동하고 제 2 실린더(505) 내에 형성됨에 따라 제 2 이산 섹션(202)으로부터 제 1 이산 섹션(201)(제 1 실린더(504) 형태의)을 분리할 수 있다. 특정 구현예에서, 절단 시스템(412)은 제 1 이산 섹션(201) 및 제 2 이산 섹션(202)의 변형이 거의 없거나 전혀 없이 상기와 같은 분리를 달성할 수 있다.
절단 시스템(412)은 예를 들어, 커팅 헤드(506) 및 트랙(507)을 포함할 수 있다. 커팅 헤드(506)는 예를 들어 금속 특히, 강철 절단에 유용한 것으로 당 업계에 공지된 다양한 다른 공지의 토치 절단 방법일 수 있다. 따라서, 예를 들어, 절단 헤드(506)는 플라즈마 절단 토치 및/또는 옥시/아세틸렌 화염 절단 토치일 수 있다. 부가적으로 또는 선택적으로, 커팅 헤드(506)는 금속 절단 톱과 같은 기계적 분리 장치를 포함할 수 있다.
커팅 헤드(506)는 적절한 위치 설정을 위해 트랙(507)상에서 이동할 수 있다. 설명을 명료하게 하기 위해, 도 5의 커팅 헤드(506)는 분리 평면(200)에서 이격된 비작동 상태로 도시된다. 사용시, 재료(300)가 상기 재료(300)의 제 2 이산 섹션(202)으로부터 형성되도록 제 2 실린더(505)가 연속되는 만곡 장치를 통해 이동할 때, 절단 평면(200)과의 정렬을 유지하기 위해, 절단 헤드(506)는 트랙(507)을 따라 이동될 수 있다. 절단 헤드(506)는 분리 평면(200)과 정렬된 상태에서 제 1 이산 섹션(201)로서 분리 평면(200)을 따라 재료(300)를 절단할 수 있고 제 2 이산 섹션(202)은 절단 헤드(506)를 지나 회전한다. 전술한 바와 같이, 분리 평면(200)은 바람직하게는 코너 이음부(501)으로부터 이격되어, 따라서 커팅 헤드(506)에 의해 이루어진 절단이 코너 이음부로부터 이격되도록 하게 된다.
이제 도 6을 참조하면, 튜브를 형성하는 예시적인 방법(600)의 흐름도가 도시된다. 예시적인 방법(600)은 예를 들어, 여기에 기술된 임의의 하나 이상의 구조를 형성하기 위해 본 명세서에 기재된 임의의 하나 이상의 제조 시스템에 의해 수행될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 예시적인 방법(600)의 하나 이상의 단계들은 제어 시스템의 프로세싱 유닛(예를들어, 도 4의 제어 시스템(414)의 처리 유닛(420))에 의해 수행될 수 있다.
단계(602)에 도시된 바와 같이, 예시적인 방법(600)은 재료를 공급 방향으로 만곡 장치 내로 이동시키는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 재료는 공급 방향으로 실질적으로 연속적으로 이동될 수 있으며, 이는 재료의 공급을 주기적으로 중단해야 하는 공정을 통해 달성할 수 있는 것보다 높은 처리량을 달성하는데 유용할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 재료의 실질적으로 연속적인 이동은 변동될 수 있는 속도(예를 들어, 구동 롤 또는 다른 유사한 공급 시스템을 사용하여 재료의 움직임의 정상적인 변화에 따라)로 재료의 이동을 포함하는 것으로 이해되어야 하지만, 튜브를 형성하는 과정에서 0이 아닌 채(nonzero)로 유지될 수 있다
만곡 장치를 통해 이동된 재료는 본 명세서에 설명된 임의의 하나 이상의 재료 일 수 있다. 따라서, 예를 들어, 재료는 참조번호 300(도 3)일 수 있다. 따라서, 만곡 장치 내로 이동된 재료는 재료의 평면 스트립, 보다 구체적으로는 재료가 만곡 장치를 통해 이동함에 따라 하나 이상의 실린더내로 만곡된 금속(예를 들어, 강철)의 평면 스트립일 수 있다.
일반적으로, 만곡 장치 내로 이동된 재료는 상기 재료와 교차하는 분리 평면을 따라 제 2 이산 섹션에 접하는 제 1 이산 섹션을 가질 수 있다. 상기 실시예에 계속하여, 제 1 이산 섹션과 제 2 이산 섹션은 분리 평면에서 동일한 두께를 가질 수 있고, 각각은 공급 방향으로 변화하는 두께를 가질 수 있다. 분리 평면으로부터 멀어지는 각 방향으로의 제 1 이산 섹션 및 제 2 이산 섹션의 두께의 각각의 변화는 두께의 단계적 변화(예를 들어, 재료를 형성하기 위해 서로 결합된 실질적으로 균일한 시트의 재료 두께의 계단식 변화로 달성될 수 있는)를 포함할 수 있다. 추가로 또는 대신에, 분리 평면으로부터 멀어지는 각각의 방향으로의 제 1 이산 섹션 및 제 2 이산 섹션의 두께의 각각의 변화는 각 섹션의 적어도 일부를 따라 두께가 실질적으로 연속적인 변화(예를 들어 기계 가공을 통해 달성)를 포함할 수 있다.
분리 평면으로부터 멀어지는 각각의 방향으로의 제 1 이산 섹션 및 제 2 이산 섹션의 두께 변화는 형성되는 실린더들 사이의 전이(transition) 상태에서 스크랩이 거의 또는 전혀 생성되지 않는 생산 오더에 따라 실린더를 형성하는데 적합한 임의의 하나 이상의 다양한 프로파일을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 이산 섹션의 두께의 변화는 제 2 이산 섹션의 두께의 변화에 의해 분리 평면에 대해 대칭으로 대칭될 수 있다. 추가적으로 또는 대신에, 제 1 이산 섹션의 적어도 일부분은 공급 방향을 따라 단조롭게 변화하는 두께를 가질 수 있고, 제 2 이산 섹션의 적어도 일부는 공급 방향을 따라 단조롭게 변화하는 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 이산 섹션의 적어도 하나의 부분 및 제 2 이산 섹션의 적어도 하나의 부분 중 하나의 두께는 공급 방향으로 증가할 수 있다. 이러한 경우에, 제 1 이산 섹션의 적어도 하나의 부분 및 제 2 이산 섹션의 적어도 하나의 부분 중 다른 하나의 두께는 공급 방향으로 감소할 수 있다.
특정 구현예에서, 상기 재료는 상기 만곡 장치로의 상기 재료의 공급 방향과 교차하는 방향으로(예를 들어, 도 3과 관련하여 전술한 크로스 이음부(301)와 같은 크로스 이음부를 따라) 서로 고정된 복수의 시트를 포함할 수 있다. 재료의 제 1 이산 섹션을 따라, 시트들 중 적어도 하나는 적어도 하나의 다른 시트와 상이한 두께를 가질 수 있으므로, 제 1 이산 섹션의 두께의 변화를 형성할 수 있다. 제 2 이산 섹션의 두께의 변화는 제 2 이산 섹션을 형성하는 시트의 두께의 변화에 의해 유사하게 한정될 수 있다. 분리 평면은 바람직하게는 제 1 이산 섹션의 두께가 분리 평면을 따른 제 2 이산 섹션의 두께와 일치하도록 복수의 시트 중 단일 시트와 교차할 수 있다. 특정 예에서, 분리 평면은 복수의 시트 중 단일 시트를 이등분할 수 있다. 추가적으로 또는 그 대신에, 교차된 시트(또는 어떤 경우에는 실질적으로 이등분된 시트)는 복수의 시트에서 적어도 하나의 인접한 시트보다 길 수 있다. 이러한 길이의 증가는 크로스 이음부를 따라 또는 크로스 이음부 부근에서 절단될 가능성을 줄이는 데 유용할 수 있다.
단계(604)에 도시된 바와 같이, 예시적인 방법(600)은 분리 평면에 의해 교차된 재료가 만곡 장치를 통해 이동함에 따라 재료를 분리 평면에 의해 교차된 나선형 이음부를 갖는 제 1 실린더에 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 일반적으로, 제 1 실린더 내로의 재료의 형성은 본 명세서에 기술된 임의의 하나 이상의 곡면 기술에 따라 재료를 구부리는 것을 포함하며, 따라서 재료를 만곡하도록 배치된 3 중 롤을 통해 재료를 이동시키는 것을 포함할 수 있다. 추가로 또는 대신에, 만곡 장치를 통해 재료를 이동시키는 것은 재료의 제 2 종방향 에지에 인접한 재료의 제 1 종 방향 에지를 벤딩하여 결과적인 인접 에지가 나선형 이음부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 제 1 실린더 내로 재료를 형성하는 단계는 분리 평면과 나선형 이음부의 교차점에서 제 2 이산 섹션의 제 2 에지에 인접한 제 1 이산 섹션의 제 1 에지를 굽히는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 제 1 이산 부분과 제 2 이산 부분을 분리하는 분리 평면은 나선형 이음부와 교차할 수 있다. 추가적으로 또는 대신에, 분리 평면은 형성되는 제 1 실린더에 의해 한정된 종방향 축에 수직일 수 있다. 이러한 수직 배향은 최종 적용에서 요구될 수 있는 바와 같이 제 1 실린더에 의해 한정된 종방향 축에 실질적으로 수직인 단부 컷을 생성할 수 있다(예를 들어, 윈드 타워는 최종 적용에서 실린더의 수직 방향을 용이하게 하기 위해 실린더의 종방향 축에 수직인 단부 컷을 필요로 할 수 있다.). 이러한 수직 배향은 제 1 실린더를 재료의 나머지로부터 절단하는 것을 용이하게 하는데 유리할 수 있다(예를 들어, 실린더의 종방향 축 주위 및 커팅 헤드에 대한 만곡된 재료의 회전은 본원에서 설명된 바와 같은 절단 공정으로 통합될 수 있다).
단계(606)에 도시된 바와 같이, 예시적인 방법(600)은 제 1 이산 섹션을 자체 및 나선형 이음부를 따라 제 2 이산 섹션에 결합시키는 단계를 포함할 수 있다. 튜브를 형성하는 연속 공정의 일부로서, 이러한 접합은 나선을 따라 연속적으로 재료를 결합시키는 것을 포함할 수 있다. 보다 일반적으로, 제 1 이산 섹션을 그 자체 및 나선형 이음부를 따라 제 2 이산 섹션에 결합시키는 것은 본 명세서에 설명된 임의의 하나 이상의 접합 방법에 따라 수행될 수 있으며, 따라서 재료가 용접에 적합한 인스턴스의 재료를 용접하는 것(예를 들어, 연속 용접)을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대신에, 재료가 크로스 이음부을 따라 시트를 함께 결합시킴으로써 형성되는 구현예에서, 제 1 이산 섹션을 그 자체 및 제 2 이산 상태에 결합시키는 것은 나선형 이음부을 따라 재료의 코너 이음부를 형성하는 것을 포함할 수 있다. 상기 실시예에 이어서, 분리 평면과 나선의 교차점이 코너 이음부로부터 이격되어 분리 평면을 따라 절단됨으로써 형성되는 하나 이상의 튜브를 따라 바람직하지 않은 피로 위치가 형성될 가능성을 감소시키도록 분리 평면을 위치시키는 것이 바람직할 수 있다.
단계(608)에 도시된 바와 같이, 예시적인 방법(600)은 제 1 이산 섹션이 제 2 이산 섹션에 결합되는 위치를 따라 나선형 이음부와 교차하는 분리 평면을 따라 제 2 이산 섹션으로부터 제 1 이산 섹션(제 1 실린더로서 형성됨)을 절단하는 단계를 포함 할 수 있다. 보다 구체적으로, 제 1 이산 섹션의 세그먼트가 만곡 장치 내에 있을 때, 제 1 이산 섹션은 제 2 이산 섹션으로부터 절단될 수 있다. 즉, 제 1 이산 섹션이 절단시 제 1 실린더에 대응하는 경우, 제 1 실린더는 예시적인 방법(600)에 따라 실린더를 연속 형성하기 위해 특히 유용할 수 있는 만곡 장치내에 제 2 이산 섹션의 세그먼트가 있음에 따라 제 2 이산 섹션으로부터 절단될 수 있다.
이러한 절단은 본 명세서에 기술된 임의의 하나 이상의 절단 기술에 따라 달성될 수 있으며, 일반적으로 제 2 이산 섹션은 만곡 장치를 통해 이동함에 따라 형성되는 제 2 실린더로부터 제 1 실린더를 분리하기 위해 제 1 실린더의 전체 둘레를 따라 재료를 절단하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 분리 평면은 제 1 실린더의 트레일링 에지와 제 2 실린더의 리딩 에지를 구속할 수 있고, 따라서 분리 평면을 따라 절단되면 제 1 실린더의 트레일링 에지와 제 2 실린더의 리딩 에지를 형성할 수 있다. 따라서, 제 1 실린더 및 제 2 실린더의 형성에서 적절한 치수 공차를 달성하기 쉽도록, 제 1 실린더 및 전체 절단시 형성된 제 2 실린더의 부분은 제 1 이산 섹션이 제 2 이산 섹션으로부터 절단됨에 따라 변형되지 않은 채로 남아 있을 수 있다.
단계(610)에 도시된 바와 같이, 예시적인 방법(600)은 임의로, 제 2 이산 섹션을 제 2 실린더에 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 일반적으로 이해될 수 있는 바와 같이, 제 2 실린더를 형성하는 단계는 제 1 이산 섹션을 제 1 실린더에 형성하는 것과 관련된 단계와 동일하거나 또는 적어도 실질적으로 유사할 수 있다. 마찬가지로, 제 2 실린더는 제 1 실린더와 관련하여 전술한 것과 유사한 단계로 결합되고 절단될 수 있다. 보다 일반적으로, 예시적인 방법(600)의 단계들은 생산 오더과 관련된 다수의 실린더를 형성하기 위해 필요한만큼 반복될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 예시적인 방법(600)의 단계들은 필요에 따라 반복되어 제 3 실린더, 제 4 실린더, 제 5 실린더 등을 형성할 수 있다.
특정 실시예가 설명되었지만, 다른 실시예가 추가적으로 또는 선택적으로 가능하다.
예를 들어, 실린더의 실질적으로 동일한 경우를 제조하는 특별한 경우가 설명되었지만, 본 발명의 방법은 상이한 크기의 실린더를 제조하기 위해보다 일반적으로 수행될 수 있음을 이해해야 한다. 즉, 본원에 개시된 방법에 따라 형성될 수 있는 크기의 허용 가능한 조합은 일반적으로 도 2에 도시된 생산 오더 "P"에 대하여 전술한 3가지 기준에 의해 결정된다. 즉, 본 발명의 장치 및 시스템은 생산 오더로 실린더에 인접하여 표시된 각 분리 평면에서 다음 기준이 충족되면 실린더 크기의 임의의 조합을 형성하기 위해 본원에 기재된 방법 중 임의의 하나 이상을 수행할 수 있다: 1) 각 실린더는 분리 평면에서 일치하는 테이퍼를 갖는다; 2) 각 실린더는 분리 평면에서 동일한 곡률 반경을 갖는다. 3) 각 실린더는 분리 평면에서 일치하는 두께를 갖는다. 제 1 기준은 일반적으로 실린더 제조에 의해 충족되어야 한다. 따라서, 제 2 및 제 3 기준은 일반적으로 다양한 크기의 실린더의 허용 가능한 생산 오더를 규정할 수 있다.
이제 도 7 및 도 8을 참조하면, 실린더(101 및 102)는 제조 오더 "PP"에 따라 형성될 수 있는 다양한 크기의 실린더이다. 프라이밍된(') 요소 번호로 표시된 도 8의 요소들은 도 2에서 프라이밍되지 않은 번호를 갖는 대응 요소와 실질적으로 유사해야 한다. 따라서, 효율적이고 명확한 설명을 위해, 이들 프라이밍된 요소 번호는 도 2의 대응하는 비 프라이밍된 요소에 대한 임의의 차이점을 강조하는 것을 제외하고는 다시 설명하지 않는다. 따라서, 다르게 특정되거나 문맥으로부터 명확 해지지 않는 한, 도 8의 분리 평면(200')은 도 2의 분리 평면(200)과 유사하게 이해되어야 한다.
일반적으로, 실린더(101, 102)는 복수의 시트로 형성될 수 있다. 특히, 실린더(101)는 시트(t1, t2, t3, t4, t5, t6)로 형성될 수 있으며, 달리 명시되지 않는 한, 실린더(100)(도 1)과 실질적으로 유사하다는 것을 이해할 수 있다. 실린더(102)는 실린더(101)보다 길 수 있고 시트(t6, t7, t8, t9, t10, t11, t12, t13, t14, t15)로 형성될 수 있다. 추가적으로 또는 그 대신에, 실린더(101)의 두께 프로파일은 제 1 이산 섹션(201') 및 제 2 이산 섹션(202')을 따르는 두께 프로파일이 분리 평면(200')에서 일치하면 실린더(102)의 두께 프로파일과 다를 수 있다. 실린더(101, 102)는, 생산 순서(PP)에 기초한 배치에 따라 시트(t1, t2, t3,...t15)가 제조 시스템(예를들어, 도 4의 제조 시스템(400))으로 공급되는, 실질적으로 연속한 공정으로 형성될 수 있다.
상기 시스템, 장치, 방법, 프로세스 등은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 여기에 기술된 제어, 데이터 획득 및 데이터 처리에 적합한 이들의 임의의 조합으로 실현될 수 있다. 여기에는 내부 및/또는 외부 메모리와 함께 하나 이상의 마이크로 프로세서, 마이크로 컨트롤러, 내장형 마이크로 컨트롤러, 프로그램 가능 디지털 신호 프로세서 또는 기타 프로그램 가능 장치 또는 처리 회로에서의 실현이 포함된다. 이것은 추가적으로 또는 대신에 하나 이상의 오더형 집적 회로, 프로그램 가능한 게이트 어레이, 프로그램 가능한 어레이 로직 구성 요소 또는 전자 신호를 처리하도록 구성될 수 있는 임의의 다른 장치를 포함할 수 있다. 전술한 공정 또는 장치의 실현은 C와 같은 구조화 된 프로그래밍 언어를 사용하여 생성 된 컴퓨터 실행 가능 코드, C ++와 같은 객체 지향 프로그래밍 언어, 또는 위 장치 중 하나에서 실행되도록 저장, 컴파일 또는 해석될 수 있는 기타 고 수준 또는 저 수준 프로그래밍 언어 (어셈블리 언어, 하드웨어 설명 언어 및 데이터베이스 프로그래밍 언어 및 기술 포함)과 마찬가지로 프로세서, 프로세서 아키텍처 또는 다른 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 다른 기종 조합을 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 동시에, 처리는 상술한 다양한 시스템과 같은 장치에 걸쳐 분산될 수 있거나 모든 기능이 전용 독립형 장치로 통합될 수 있다. 이러한 모든 순열 및 조합은 본 발명의 범위 내에 속한다.
본 명세서에 개시된 실시예는 하나 이상의 컴퓨팅 장치에서 실행될 때 전술한 제어 시스템의 임의의 단계 및/또는 모든 단계를 수행하는 컴퓨터 실행 가능 코드 또는 컴퓨터 사용 가능 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 포함할 수 있다. 코드는 프로그램이 실행되는 메모리(프로세서와 관련된 랜덤 억세스 메모리) 또는 디스크 드라이브, 플래시 메모리 또는 기타 광학, 전자기, 자기, 적외선 또는 기타 장치 또는 장치 조합과 같은 저장 장치일 수 있는 컴퓨터 메모리에 비 일시적인 방식으로 저장될 수 있다. 다른 양태에서, 전술한 임의의 제어 시스템은 컴퓨터 실행 가능 코드 및/또는 그로부터의 임의의 입력 또는 출력을 운반하는 임의의 적합한 전송 또는 전파 매체로 구현될 수 있다.
본 명세서에서 설명된 실시예의 방법 단계는 상이한 의미가 명시적으로 제공되거나 그렇지 않으면 문맥으로부터 명백하지 않는 한 다음의 청구 범위의 특허성에 따라 수행되는 그러한 방법 단계를 수행하게 하는 임의의 적합한 방법을 포함하도록 의도된다. 예를 들어, X의 단계를 수행하는 것은 원격 사용자, 원격 처리 자원(예: 서버 또는 클라우드 컴퓨터) 또는 기계와 같은 다른 당사자가 X의 단계를 수행하도록 하는 적절한 방법을 포함한다. 마찬가지로, 단계 X, Y 및 Z는 이러한 단계의 장점을 얻기 위해 단계 X, Y 및 Z를 수행하는 다른 개인 또는 자원의 조합을 지시하거나 제어하는 방법을 포함할 수 있다. 따라서, 여기에 기술된 구현의 방법 단계는, 상이한 의미가 명시적으로 제공되거나 다른 방식으로 명확하지 않다면, 다음의 청구 범위의 특허성에 따라, 하나 이상의 다른 당사자 또는 실체가 단계를 수행하도록 하는 임의의 적합한 방법을 포함하도록 의도된다. 그러한 당사자 또는 단체는 다른 당사자 또는 단체의 지시 또는 통제하에 있지 않아도 되며 특정 관할 구역 내에 위치할 필요는 없다.
전술한 방법들 및 시스템들은 제한이 아닌 예로서 설명되어 있음을 이해할 것이다. 수 많은 변형, 추가, 생략 및 다른 변형이 당업자에게 명백할 것이다. 또한, 위의 설명 및 도면에서 방법 단계의 순서 또는 제시는 명시된 순서가 명시적으로 요구되거나 그렇지 않으면 문맥에서 명확해지지 않는 한 열거된 단계를 수행하는 순서를 요구하기 위한 것이 아니다. 따라서, 특정 실시예가 도시되고 설명되었지만, 본 명세서의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 형태 및 세부 사항에서 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있고, 하기 청구 범위에 의해 정의되는 본 발명의 일부로서, 이는 법률에 의해 허용되는 가장 넓은 의미로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 튜브를 형성하는 방법에 있어서, 상기 방법은:
    재료를 공급방향으로 만곡 장치로 이동하는 단계, -상기 재료는 재료를 교차하는 분리 평면을 따라 제 2 이산 섹션에 접하는 제 1 이산 섹션을 가지며, 상기 제 1 이산 섹션 및 상기 제 2 이산 섹션은 상기 분리 평면에서 동일한 두께를 가지며, 각각은 공급 방향으로 변화하는 두께를 가짐-;
    상기 분리 평면에 의해 교차된 재료가 만곡 장치를 통해 이동함에 따라, 상기 분리 평면에 의해 교차된 나선형 이음부를 갖는 제 1 실린더로 재료를 형성하는 단계;
    상기 제 1 이산 섹션을 상기 나선형 이음부를 따라 자체 및 제 2 이산 섹션에 결합시키는 단계; 및
    상기 제 1 이산 섹션을 상기 제 2 이산 섹션에 결합시키는 위치에 따른 상기 나선형 이음부와 교차하는 상기 분리 평면을 따라 상기 제 2 이산 섹션으로부터 상기 제 1 이산 섹션을 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 재료는 상기 공급 방향으로 연속적으로 이동되는 것 을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 재료를 제 1 실린더로 형성하는 단계는, 제 1 이산 섹션의 제 1 에지가 상기 분리 평면과 상기 나선형 이음부의 교차점에서 상기 제 2 이산 섹션의 제 2 에지에 인접하여 있게, 평면 형상의 재료를 구브리는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 분리 평면은 상기 제 1 실린더에 의해 한정된 종 방향 축에 수직인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 재료는 상기 공급 방향과 교차하는 방향으로 서로 고정되는 복수의 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 분리 평면은 상기 복수의 시트 중 하나의 시트를 실질적으로 이등분하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 분리 평면을 따라 제2 이산 섹션으로부터 제1이산 섹션을 절단하기에 앞서, 분리 평면에 의해 실질적으로 이등분된 하나의 시트는 상기 복수의 시트에서 적어도 하나의 인접한 시트보다 긴 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 이산 섹션을 그 자체 및 상기 제 2 이산 섹션에 결합시키는 단계는, 다수의 시트를 재료가 크로스 이음부를 형성하도록 단부-대 단부 인접 관계로 함께 결합하는 단계를 포함하며, 각각의 크로스 이음부는 나선형 이음부와 교차하고, 그리고 나선형 이음부와 크로스 이음부의 교차점은 코너 이음부를 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 분리 평면은 코너 이음부로부터 이격된 나선형 이음부의 부분을 따라 나선형 이음부와 교차하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 이산 섹션은 제 2 이산 섹션의 세그먼트가 만곡 장치 내에 있음에 따라 상기 제 2 이산 섹션으로부터 절단되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제 2 이산 섹션을 제 2 실린더로 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제 2 실린더의 선단 에지는 상기 제 1 이산 섹션이 상기 제 2 이산 섹션으로부터 절단되는 분리 평면에 의해 한정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 이산 섹션의 적어도 일부는 상기 공급 방향을 따라 단조롭게 변화하는 두께를 가지며, 상기 제 2 이산 섹션의 적어도 일부는 상기 공급 방향을 따라 단조롭게 변화하는 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 이산 섹션의 적어도 하나의 부분 및 상기 제 2 이산 섹션의 적어도 하나의 부분 중 하나의 두께는 공급 방향으로 증가하고, 제 1 이산 섹션의 적어도 하나의 부분 및 제 2 이산의 적어도 하나의 부분 중 다른 하나의 두께는 공급 방향으로 감소하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 1 이산 섹션의 두께의 변화는 상기 분리 평면에 대한 상기 제 2 이산 섹션의 두께의 변화에 의해 대칭으로 미러링되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 만곡 장치 내로 이동된 상기 재료는 금속의 평면 스트립인 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 만곡 장치는 3 중롤로 배열된 복수의 롤 뱅크를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 나선형 이음부를 따라 상기 제 1 이산 섹션을 그 자체 및 상기 제 2 이산 섹션에 결합시키는 단계는 상기 재료를 연속적으로 용접하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 이산 섹션을 상기 제 2 이산 섹션으로부터 절단하는 단계는 상기 제 1 실린더의 전체 둘레를 따라 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 실린더는 상기 제 1 이산 섹션이 상기 제 2 이산 섹션으로부터 절단됨에 따라 변형되지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020197022605A 2017-01-12 2018-01-12 실린더형 튜브 형성 방법 KR102401679B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020227016827A KR102632086B1 (ko) 2017-01-12 2018-01-12 실린더형 튜브 형성 방법

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762445520P 2017-01-12 2017-01-12
US62/445,520 2017-01-12
PCT/US2018/013630 WO2018132744A1 (en) 2017-01-12 2018-01-12 Cylindrical tube formation

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227016827A Division KR102632086B1 (ko) 2017-01-12 2018-01-12 실린더형 튜브 형성 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190107048A KR20190107048A (ko) 2019-09-18
KR102401679B1 true KR102401679B1 (ko) 2022-05-24

Family

ID=62782586

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227016827A KR102632086B1 (ko) 2017-01-12 2018-01-12 실린더형 튜브 형성 방법
KR1020197022605A KR102401679B1 (ko) 2017-01-12 2018-01-12 실린더형 튜브 형성 방법

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227016827A KR102632086B1 (ko) 2017-01-12 2018-01-12 실린더형 튜브 형성 방법

Country Status (7)

Country Link
US (3) US10150150B2 (ko)
EP (2) EP3548195B1 (ko)
KR (2) KR102632086B1 (ko)
CN (2) CN113426846B (ko)
DK (1) DK3548195T3 (ko)
ES (1) ES2955309T3 (ko)
WO (1) WO2018132744A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK3548195T3 (da) 2017-01-12 2023-09-11 Keystone Tower Systems Inc Dannelse af cylindrisk rør
DE102019211936A1 (de) * 2019-02-01 2020-08-06 Sms Group Gmbh Schraubennahtrohr sowie Verfahren zur Herstellung eines Schraubennahtrohrs
DE102019131313A1 (de) * 2019-11-20 2021-05-20 Schmöle GmbH Verfahren sowie Vorrichtung zur Herstellung eines Rippenrohres und selbiges
CN115087786A (zh) * 2020-01-28 2022-09-20 吉斯通塔系统公司 管状结构
CN117013624A (zh) * 2023-09-28 2023-11-07 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 风光并网容量配比区间优化方法、装置、存储介质及设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1134465B (de) 1961-03-28 1962-08-09 Magnetic Heating Corp Verfahren zur Bildung aufeinanderfolgender Rohrabschnitte
US20060112558A1 (en) 2004-11-29 2006-06-01 Crs Holdings, Inc. Process of making variable wall thickness tubing
US20100095508A1 (en) 2008-10-22 2010-04-22 Lincoln Global, Inc. Spirally welded conical tower sections
US20160375476A1 (en) 2015-06-26 2016-12-29 Keystone Tower Systems, Inc. Spiral forming

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US23899A (en) 1859-05-10 Improvement in machines for sowing fertilizers
USRE23899E (en) * 1954-11-23 robinson
FI33915A (fi) * 1959-11-05 1964-02-10 Erikois Putki Oy Kone kierresaumatun putken valmistamiseksi
US3240042A (en) * 1962-06-11 1966-03-15 Calumet & Hecla Fabricated tubing and the method and apparatus for producing the same
US3997097A (en) * 1967-06-16 1976-12-14 Lloyd Elliott Embury Means for fabricating tapered tubing
US4082211A (en) * 1967-06-16 1978-04-04 Lloyd Elliott Embury Method for fabricating tapered tubing
US3775835A (en) * 1971-09-07 1973-12-04 F Cauffiel Tapered pole construction and manufacture of same
DE2253025C3 (de) * 1972-10-28 1979-10-25 Hoesch Maschinenfabrik Deutschland Ag, 4600 Dortmund Vorrichtung zum Herstellen von Schraubennahtrohr
US4838317A (en) * 1980-10-14 1989-06-13 Andre James R Hydraulically efficient ribbed pipe
ATE72531T1 (de) 1985-06-18 1992-02-15 Spiro America Inc Rohrschneidevorrichtung.
US20060151045A1 (en) * 1999-05-17 2006-07-13 Johnston Scott E Horizontally produced large diameter spirally formed pipe
US20030230127A1 (en) 2002-06-18 2003-12-18 Helix International, Inc. Perforated spiral pipe
US7137281B1 (en) * 2004-02-23 2006-11-21 Mccorvey Robert L Process and apparatus for forming oversized circular pipe
US7337642B2 (en) * 2005-06-13 2008-03-04 Shape Corporation Roll-former apparatus with rapid-adjust sweep box
US20070095001A1 (en) * 2005-10-04 2007-05-03 Shape Corporation Continuous process of roll-forming pre-stamped varying shapes
CN201475627U (zh) * 2009-08-04 2010-05-19 陈雅如 中空管
US8221669B2 (en) * 2009-09-30 2012-07-17 Stratasys, Inc. Method for building three-dimensional models in extrusion-based digital manufacturing systems using ribbon filaments
DE102009051695B3 (de) 2009-10-28 2011-05-05 Salzgitter Mannesmann Grossrohr Gmbh Verfahren und Einrichtung zur Herstellung geschweißter Schraubennahtrohre mit optimierter Rohrgeometrie
CN201613273U (zh) * 2010-03-11 2010-10-27 淄博职业学院 自动薄壁螺旋管成型设备
EA201391533A1 (ru) * 2011-04-27 2015-05-29 Узтек Эндустри Тесислери Инсаат Ималат Ве Монтаж Санайи Ве Тиджарет Лимитед Сиркети Способ изготовления башни
CN102284550B (zh) * 2011-07-19 2015-12-16 天津市静海县兴达制管有限公司 螺旋缝埋弧焊管制造工艺
US8991439B2 (en) * 2011-12-14 2015-03-31 W.E. Hall Company, Inc. Corrugated metal pipe
CN204152736U (zh) * 2014-10-21 2015-02-11 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种风力发电机组塔架及其螺旋型筒体结构
DK3548195T3 (da) 2017-01-12 2023-09-11 Keystone Tower Systems Inc Dannelse af cylindrisk rør
CN110998211B (zh) * 2017-08-07 2021-12-03 摩丁制造公司 热交换器管
KR20210050516A (ko) * 2018-08-28 2021-05-07 타타 스틸 네덜란드 테크날러지 베.뷔. 다면체 나선형 튜브 및 그 제조 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1134465B (de) 1961-03-28 1962-08-09 Magnetic Heating Corp Verfahren zur Bildung aufeinanderfolgender Rohrabschnitte
US20060112558A1 (en) 2004-11-29 2006-06-01 Crs Holdings, Inc. Process of making variable wall thickness tubing
US20100095508A1 (en) 2008-10-22 2010-04-22 Lincoln Global, Inc. Spirally welded conical tower sections
US20160375476A1 (en) 2015-06-26 2016-12-29 Keystone Tower Systems, Inc. Spiral forming

Also Published As

Publication number Publication date
US20190076901A1 (en) 2019-03-14
US11559832B2 (en) 2023-01-24
US10150150B2 (en) 2018-12-11
KR20190107048A (ko) 2019-09-18
EP3548195A4 (en) 2020-08-19
CN110382129B (zh) 2021-05-18
CN113426846B (zh) 2024-03-12
CN110382129A (zh) 2019-10-25
WO2018132744A1 (en) 2018-07-19
KR102632086B1 (ko) 2024-01-31
KR20220071288A (ko) 2022-05-31
US10717122B2 (en) 2020-07-21
EP3548195A1 (en) 2019-10-09
EP3548195B1 (en) 2023-06-07
DK3548195T3 (da) 2023-09-11
EP4234849A2 (en) 2023-08-30
US20180193893A1 (en) 2018-07-12
ES2955309T3 (es) 2023-11-30
CN113426846A (zh) 2021-09-24
US20200324329A1 (en) 2020-10-15
EP4234849A3 (en) 2023-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102401679B1 (ko) 실린더형 튜브 형성 방법
US20230201901A1 (en) Sheet transitioning in spiral formed structures
CN111957753B (zh) 螺旋成形
EP3581326B1 (en) Tapered structure construction
US11577292B2 (en) Tube stiffening
JP2019177395A (ja) 鋼板の端曲げ方法および装置並びに鋼管の製造方法および設備
US20210231237A1 (en) Tubular structure reinforcing

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant