KR20020087889A - 맨드렐상에서 호스 길이부를 경화시키는 방법 및 호스형성용 맨드렐 - Google Patents

맨드렐상에서 호스 길이부를 경화시키는 방법 및 호스형성용 맨드렐 Download PDF

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Abstract

만곡된 호스를 형성하는 방법과 만곡된 호스를 형성하기 위한 맨드렐이 개시되어 있다. 호스 길이부는 다중 레그식 맨드렐상에 삽입되어 만곡된 호스를 형성한다. 맨드렐은 적어도 2개의 레그를 가지며, 호스의 대향 단부는 호스의 일부가 내측 맨드렐에 의해 지지되지 않도록 맨드렐 레그상에 위치된다. 호스의 지지되지 않은 부분은 보다 복잡하게 만곡된 호스를 형성하기 위해 직선 또는 루프식이 될 수 있다. 또한, 호스의 지지되지 않은 부분은 외측 맨드렐에 의해 제 위치에 유지될 수 있다.

Description

맨드렐상에서 호스 길이부를 경화시키는 방법 및 호스 형성용 맨드렐{METHOD AND MANDREL FOR FORMING A CURVED HOSE}
본 발명은 호스를 제조하는 방법 및 호스 제조용 맨드렐에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 만곡된 호스를 형성하는 방법 및 호스가 형성되는 다중 레그식 맨드렐에 관한 것이다.
만곡된 호스는 사전 절단된 길이부의 호스 카커스를 만곡된 맨드렐 위에 위치설정하고 그 후 카커스를 가열 및 경화시켜 만곡된 호스를 형성함으로써 제조되는 것이 일반적이다. 종래의 맨드렐(100)은 도 1에 도시되어 있다. 맨드렐(100)은 맨드렐(100)을 경화 래크에 부착시키기 위한 칼라(102)를 일 단부에 일반적으로 구비한다.
만곡된 호스를 형성하기 위해서, 맨드렐(100)은 호스의 소망하는 최종 구조와 비교해 동일하거나 보다 더 만곡된 구조를 갖는다. 만곡된 호스와 그에 따라맨드렐(100)은 직선부(104)와 만곡부(106) 양자를 구비할수 있다. 직선부(104)와 곡선부(106)의 조합 및 요구되는 호스 곡률의 복잡성 때문에, 호스를 맨드렐상에 삽입하고 제거하는 것은 호스를 맨드렐(100)상에 삽입하고 맨드렐로부터 벗어나게 잡아당기기 위해 요구되는 힘으로 인해 호스 또는 맨드렐(100)에 손상을 초래할 수 있다.
호스 카커스를 맨드렐상에 삽입시키고 경화된 호스를 맨드렐로부터 제거하는 것을 용이하게 하기 위해서, 윤활유가 맨드렐 또는 호스의 내부 표면에 도포될 수 있다. 다른 제안된 해법은 형상 기억 금속으로 맨드렐을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 형상 기억 합금은 곧게 되어 호스 길이부의 설치 및 제거를 쉽게 한다. 다른 맨드렐 해법은 경화된 호스를 해제하기 위해 경화 단계 후 분리될 수 있는 로드로 나사체결되는 다수의 섹션으로 맨드렐을 형성하는 것이다.
그러나, 이들 모든 해법에 의해서도 호스 또는 맨드렐에 여전히 손상이 발생할 수 있다. 게다가, 경화뒤에 호스를 제거할 때, 경화된 호스의 직선부는 맨드렐의 만곡부에 걸쳐서 계속 당겨질 것이며, 경화된 호스의 만곡부는 맨드렐의 직선부에 걸쳐서 계속 당겨질 것이다. 상이한 형상을 통해 이러한 방법으로 호스를 당기는 것은 호스의 최종 형상에 영향을 미칠 수 있다.
본 발명은 만곡된 호스를 형성하는 방법 및 만곡된 호스가 경화되는 맨드렐에 관한 것이다. 호스는 적어도 한 층의 가황성 재료를 갖는다.
호스를 경화시키는 개시된 하나의 방법에서, 경화 방법은 호스 길이부를 맨드렐상에 삽입하여 호스를 경화시키는 단계를 포함한다. 맨드렐은 한쌍의 연장하는 레그를 구비하며, 상기 맨드렐 레그중 적어도 하나는 만곡부를 갖는다. 각 레그의 특정 구조는 최종 호스 사양에 좌우된다. 제 1 호스 단부를 맨드렐 레그상에 삽입하고 그 후 제 2 호스 단부를 제 2 맨드렐 레그상에 삽입함으로써 호스는 맨드렐상에 삽입된다.
다른 개시된 방법에 있어서, 호스 길이부를 맨드렐상에 삽입하기 전에, 호스 길이부를 부분적으로 경화시킨다. 호스는 이것를 형성하는 재료가 맨드렐상에서 경화되는 중에 그 내경을 유지하도록 충분히 사전 경화되어야 한다. 호스가 다중 층으로 형성된다면, 또한 호스의 다중 층 사이의 부착을 촉진하도록 충분히 경화되어야 한다.
다른 개시된 방법에서, 호스의 제 2 대향 단부를 제 2 맨드렐 레그상에 체결하기 전에, 호스 길이부는 호스 길이부에 루프를 형성하도록 비틀릴 수 있다. 선택적으로, 어떠한 내측 맨드렐에 의해서도 지지되지 않은 부분인 호스의 중심부는 맨드렐의 레그 사이에 높게 유지될 수 있다.
개시된 다른 방법에서, 어떠한 내측 맨드렐에 의해서도 지지되지 않은 호스의 중심부는 호스를 형성하는 외측 맨드렐내에 위치될 수 있다.
또한, 만곡된 호스를 형성하기 위한 맨드렐이 개시되어 있다. 맨드렐은 한쌍의 대향 레그를 구비하며 상기 맨드렐 레그중 적어도 하나는 만곡부를 구비한다.
개시된 다른 맨드렐에서, 양 맨드렐 레그는 만곡부를 가진다.
개시된 다른 맨드렐에서, 맨드렐은 맨드렐 레그의 단부 사이에 위치된 중공형 튜브를 구비한다. 중공형 튜브는 내측 맨드렐에 의해 지지되지 않는 호스의 중앙부를 형성 또는 지지하도록 호스가 위치되는 외측 맨드렐이다.
맨드렐은 대향 레그가 고정되는 기부 로드로 형성될 수 있다. 레그는 서로에 대한 레그의 위치를 변화시키기 위해서 적절한 방식으로 기부 로드에 고정식으로 체결되거나 로드상에 장착될 수 있다.
도 1은 중앙 직선부를 구비하는 만곡된 호스를 형성하기 위한 종래의 만곡된 맨드렐을 도시하는 도면,
도 2는 본 발명에 따라 형성된 다중 레그식 맨드렐을 도시하는 도면,
도 3은 다중 레그식 맨드렐상의 호스를 도시하는 도면,
도 4는 도 2의 다중 레그식 맨드렐상의 호스의 다른 실시예를 도시하는 도면,
도 5는 다중 레그식 맨드렐의 다른 실시예를 도시하는 도면,
도 6은 도 5의 맨드렐상의 호스를 도시하는 도면,
도 7은 다중 레그식 맨드렐의 다른 실시예를 도시하는 도면,
도 8은 외측 맨드렐과 결합되어 사용되는 다중 레그식 맨드렐의 다른 실시예상의 호스를 도시하는 도면,
도 9는 외측 맨드렐 튜브를 도시하는 도면.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 20, 30, 60, 100, 120 : 맨드렐12, 14, 36, 38, 56, 58 : 레그
16 : 갭32, 52 : 기부
40 : 호스 길이부62, 102 : 칼라
64 : 튜브37, 39, 110, 122, 124 : 만곡부
114 : 중심부
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 예시적인 방법으로 설명될 것이다.
도 1은 전술한 바와 같이 종래의 호스 맨드렐(100)을 도시한다. 맨드렐(100)은 2개의 만곡부 형상을 가지며, 제 1 만곡부(108)는 부착 칼라(102)에 최근접 지점에 위치하며, 제 2 만곡부(110)는 부착 칼라(102)로부터 멀리 위치하고 그리고 맨드렐(100)의 단부(112)에 근접하여 위치되어 있다. 2개의 만곡부 사이의 섹션(114)은 직선으로 도시되었지만, 이 부분도 만곡될 수 있다. 완성된 호스 사양에 따라서, 이러한 중심부(114)는 루프식으로 구성될 수 있어, 호스를 맨드렐(100)상에 삽입하거나 그로부터 벗어나게 제거시키는 것을 한층 더 복잡하게 한다. 절단된 호스 길이부용 맨드렐은 다양한 형상을 가질 수 있으며, 본원에 제공된 단일한 실시예에 국한되지 않는다. 만곡된 호스에 대한 특정 구성 및 그에 따라 호스가 형성되는 맨드렐은 호스의 사용 목적 및 호스가 설치되어질 장소에 따라 좌우된다.
본 발명에 따른 맨드렐(100)의 일 실시예가 도 2에 도시되어 있다. 종래의 맨드렐(100)과 같이 단일 형상의 로드로 되는 대신, 맨드렐(10)은 그 위에 2개의 대향 레그(12, 14)가 있는 기부를 구비한다. 맨드렐(10)은 종래의 맨드렐(100)을 대체하며, 상기 종래의 맨드렐(100)은 종래의 중점에서 분리되며, 갭(16)은 결과적인 레그(12, 14)의 단부 사이에 있다. 맨드렐(10)의 제 1 레그(12)는 종래의 맨드렐(100)과 동일한 제 1 만곡부(108)를 가지며, 종래의 맨드렐(100)의 제 2 만곡부(110)는 제 2 맨드렐 레그(14)내에 존재한다.
호스(20)의 전달된 레그는 맨드렐(10)의 각 레그(12, 14)상에 삽입된다(도 3 및 도 4 참조). 호스의 일 실시예에서, 호스는 내부 층, 강화 층 및 외부 층을 구비한다. 내부 및 외부 층은 각종 형태의 가황성 재료로 형성되며, 상기 재료는 스티렌-부타디엔 고무, 네오프렌, 부틸 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르폴리머, 우레탄 등과 같은 천연 및 합성 고무를 포함하지만 이에 국한되진 않는다. 내부 및 외부 층은 열가소성 재료로 형성될 수도 있으며, 상기 재료는 나일론 또는 플루오르 처리한 플라스틱 등을 포함하지만 이에 국한되지 않는다. 강화 층은 무명, 레이온, 폴리에스테르, 폴리아라미드 또는 이들 재료의 모든 조합물의 꼬임, 나선형, 또는 니트식으로 형성될 수 있다. 특성 실시예에서, 호스의 의도적인 적용에 의해 요구되지 않을 수 있는 층과 같이 강화 층이 없을 수 있다. 호스의 다른 실시예는 보다 더 또는 덜한 가황성 층 및 다중 강화된 층을 포함한다. 다른 실시예에서, 호스 길이부는 단일한 가황성 층 또는 경화 가능한 재료가 될 수 있으며, 또한 특정 호스 구조는 호스의 의도하는 적용사례에 의해 설명된다. 제조 효과를 위해서,호스는 연속된 길이부의 호스로서 우선 형성될 수 있으며, 그 후 호스 길이부(20)를 레그식 맨드렐(10)상으로 위치시키기 전에 제조중의 특정 시점에서 호스 길이부(20)로 절단한다.
호스 길이부(20)는 2개의 대향하는 단부(22, 24)를 가진다. 호스 길이부(20)를 만곡된 호스 길이부로 성형하기 위해서, 호스 길이부(20)의 단부(22)를 제 1 맨드렐 레그(12)상에 삽입한다. 호스 길이부(20)의 제 2 대향 단부(24)는 제 2 맨드렐 레그(14)상에 삽입된다. 도 3에 도시된 바람직한 실시예에서, 제 2 호스 길이부 단부(24)를 맨드렐(10)상에 삽입하기 전에, 호스 길이부(20)는 호스 길이부(20)의 중간 섹션(28)에서 비틀려 루프(26) 형상이 된다. 도 4에 도시된 실시예에서, 호스 길이부(20)의 중간 섹션(28)은 맨드렐 레그의 단부 사이에서 직선으로 유지된다. 양 실시예에서, 호스 길이부(20)는 맨드렐 레그(12, 14)의 자유 단부 사이에서 높게 유지된다. 호스 길이부(20)의 단부만이 맨드렐 레그(12, 14)에만 삽입되기 때문에, 호스 길이부(20)의 중간 섹션(28)은 경화 중에 내측 맨드렐에 의해 지지되지 않는다.
맨드렐(10)상에 삽입하기 전에, 호스 길이부(20)는 부분적으로 경화되거나 또는 경화되지 않는다. 분리 맨드렐(10)상에서 형성시키기 전에 호스 길이부(20)를 부분적으로 경화시키는 것은 호스 길이부(20)의 특성과, 경화 중에 취하게 될 호스 길이부(20)의 구조와 경화 중에 지지되지 않는 호스 길이부(20)의 양에 의거하여 결정된다.
호스 길이부(20)의 섹션은 경화 중에 지지되지 않기 때문에, 호스 길이부를맨드렐상에 삽입하기 전에, 호스 길이부(20)를 형성하는 각종 층은 맨드렐상에서 호스를 경화하는 중에 층의 완전한 부착을 보장하기 위해 서로 충분히 부착되거나 또는 내측의 지지 없이 서로에 대해 충분히 부착될 수 있어야 한다. 또한, 호스 길이부(20)는 경화 중에 지지되지 않은 길이부를 따라 그 내경을 유지할 수 있어야 한다.
경화되지 않은 상태에서 분리 맨드렐(10)상으로 위치되기에 적합한 호스 길이부(20)의 예는 경화성 재료의 단일 층으로 형성된 호스를 포함하지만 이에 국한되지 않으며, 상기 경화성 재료는 호스를 형성한 이후에 그 내경 또는 호스 길이(20)의 형성 중에 이미 서로에게 부착되게 형성된 비교적 부착성인 층으로 형성된 호스 길이부(20)를 유지하기 위해 충분히 안정적이다.
호스 길이부(20)의 다양한 층이 서로에게 쉽게 부착되지 않는다면, 층의 부착을 보장하거나 또는 지지되지 않은 호스의 부분의 내경의 고정되게 유지하기 위해서, 호스 길이부(20)는 맨드렐상에 호스 길이부를 위치시키기 전에 부분적으로 경화될 수 있다. 호스는 다양한 층 사이의 부착 또는 지지되지 않은 호스의 부분의 내경을 고정되게 유지하는 것을 충분히 보장하는 정도로 경화된다. 호스를 형성하는 재료의 형태에 따라서, 이것은 대략 10% 내지 대략 90%의 범위에서 사전 경화할 수 있다. 모든 고무 호스에 대해서, 사전 경화 정도는 10%로서 작게하는 한편, 열가소성 또는 플루오르 처리 플라스틱 층을 포함하는 호스에 대해서는 사전 경화 정도가 90%로서 크게 될 수 있다. 사전 경화는 연속적인 호스 길이부가 보다 짧은 길이부 호스 섹션으로 절단된 이후거나 호스 섹션으로 절단시킨 이후에 성취될 수 있다. 제조를 용이하게 하기 위해서, 강화가 요구되는 경우에 요구되는 호스 길이부로 절단시키기 전에 연속적인 호스 길이부를 강화하는 것이 바람직하다.
호스 길이부(20)가 맨드렐(10)상에 삽입된 이후에, 맨드렐(10)은 개방 공기 오븐인 압력솥 또는 다른 종래의 경화 수단내에 위치됨으로 호스 길이부(20)를 경화한다. 경화에 이어서, 호스 길이부(20)는 맨드렐(10)로부터 제거된다. 호스(20)는 제 1 호스 단부(22)를 제 1 레그(12)로부터 우선 제거하고 그 후 제 2 호스 단부(24)를 제 2 맨드렐 레그(14)로부터 제거함으로써 맨드렐(10)로부터 제거된다. 경화된 호스의 각 만곡된 부분은 맨드렐(10)의 짧은 섹션을 통해 당겨지기 때문에, 경화중에 호스 길이부(20)에 전해지는 만곡은 모든 변경 실시예에서 현저하게 감소된다.
도 5는 다른 종래의 맨드렐(120)을 나타내며, 도 6 및 도 7은 종래의 맨드렐(120)를을 대체하는 본 발명에 따른 맨드렐(30)의 다른 실시예를 나타낸다. 맨드렐(30)은 칼라(34)에 부착하기 위해 체결된 지지 기부(32)를 가진다. 제 1 연장 레그(36) 및 제 2 연장 레그(38)는 기부(32)상에 장착된다. 각 레그(36, 38)는 종래 맨드렐의 만곡부(122, 124)를 모방하는 만곡부(37, 39)를 가진다. 호스 길이부(40)의 중심 섹션은 고도로 만곡되어 성형된 호스를 형성하기 위해 루프식이 된다. 또한, 호스의 상세한 요구에 따라서 호스 길이부(40)의 중심 섹션은 높이 유지될 수 있다.
본 발명에 따라 형성된 모든 맨드렐에 대해서, 결과적인 레그의 단부사이에 남겨진 갭은 다양한 길이를 가질 수 있다. 갭의 길이는 최종 호스의 소망 만곡에좌우된다. 상기 예시적인 2개의 맨드렐(10, 30)에 대해 갭의 길이는 변화될 수 있다. 호스 길이부를 루프식으로 할 필요가 없다면 레그는 보다 길어지고 갭은 보다 짧아질 수 있다. 그러나, 갭은 호스의 경화된 만곡부를 직선 맨드렐에 걸쳐 잡아당기는 것에 대한 모든 부정적인 효과를 방지하기에 충분해야 한다.
본 발명은 다중 레그식 맨드렐을 사용함으로써 만곡된 호스의 모든 형태를 형성하기 위해 사용될 수 있으며, 상기 맨드렐의 레그식 구조는 소망 호스 사양에 좌우되며, 필요하다면 하나의 맨드렐 레그만이 만곡부를 가질 수 있다. 호스의 중앙부는 도 4에 나타낸 바와 같이 직선이 될 수 있으며, 또는 도 3, 도 6 또는 도 7에 나타낸 바와 같이 루프식이 될 수 있다. 호스의 만곡부 사이의 일부는 굽힘 또는 만곡에 의해 만곡될 수 있다. 맨드렐 길이 및 부가적인 만곡 섹션을 통한 호스의 당겨짐을 감소시키기 위해서, 외측 맨드렐은 호스내의 제 3 만곡부를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 그와 같은 맨드렐은 도 8에 도시되어 있다.
맨드렐(50)은 도 6 및 도 7에 나타낸 맨드렐(30)과 유사하다. 또한, 외측으로 굽혀진 맨드렐(60)은 기부(52)상으로 장착된다. 굽혀진 맨드렐(60)은 칼라(62)에 의해 기부에 부착된다. 맨드렐(60)은 기부(52)에 고정식으로 부착될 수도 있으며 또는 필요하다면, 외측으로 굽어진 맨드렐(60)이 상기 방식에서 벗어날 수 있도록 장착될 수도 있다. 맨드렐(60)이 적절히 위치되고 그에 따라 완성된 호스내에 만곡부가 적절히 위치되는 것을 보장하기 위해서, 칼라(62) 및 관련 기부(52)에는 홈과 텅, 볼과 소켓 또는 다른 종래의 배치 수단과 같은 배치 수단이 제공된다.
외측 맨드렐(60)의 상부 부분은 만곡된 관형 구조를 가진다. 각 레그(56,58)내의 만곡부 구조와 유사한 튜브(64)는 요구된 상기 최종 호스에 따라 선택된다.
호스가 맨드렐(50)상에 삽입될 때, 튜브(64)는 개방 위치에 있다.
제 1 호스 단부는 제 1 레그(56)상에 놓이고, 그 후 호스의 중앙 세그먼트가 튜브(64)내로 삽입되고 튜브(64)는 폐쇄되며, 그 후 제 2 호스 단부는 제 2 레그(58)상에 체결된다. 그 후 호스는 경화된다.
모든 도시된 맨드렐은 외측 맨드렐(60)을 배제하면 단일한 조각으로 도시되지만, 본 발명에 따른 맨드렐을 여러 조각의 형태로 하여서 변경된 또는 새로운 호스의 사양에 충족하도록 맨드렐 구조를 신속하고 저렴하게 변경시키하도록 할 수도 있다. 맨드렐(10)의 사용을 예로 들면, 나사체결 로드로 맨드렐 기부(11)를 형성함으로써 맨드렐(10)을 여러 조각의 형태로 형성할 수도 있다. 로드의 적어도 일 단부가 나사체결되며, 나사는 로드의 길이를 따르는 실질적인 거리로 연장한다. 나사체결된 단부에 장착될 레그(12 또는 14)는 나사체결된 너트에 체결되며, 그 후 레그(12 또는 14)는 소망 위치로의 로드상으로 나사체결되어 잠금 너트와 제 위치에 잠금된다. 유지 레그(12 또는 14)는 로드의 양 단부가 나사체결되어 있다면 로드의 다른 단부상에 마찬가지로 체결될 수 있거나 또는 레그(12 또는 14)는 용접 또는 다른 공지된 고정 기술과 같은 수단에 의해 로드의 다른 단부에 고정식으로 체결될 수 있다. 레그 사이의 거리는 레그(12 또는 14)가 로드상에 체결된 그 위의 거리를 변화 시킴으로써 신속하게 변화될 수 있음으로써 새로운 구성 또는 새로운 호스 형성 새로운 구조의 레그와 신속하게 교체될 수 있는 하나 또는 양레그(12, 14)를 형성한다.
당업자들은 개시된 본 발명의 개념이 도시된 맨드렐에 한정되지 않고 만곡된, 루프식의 또는 굽혀진 호스 구조의 모든 형태에 대해 사용될 수 있다는 것을 이미 이해할 것이다. 본 발명에 따른 모든 맨드렐의 특정 구조는 최종적인 요구 사양에 좌우된다.
본 발명에 따른 맨드렐은 대향 레그가 고정되는 기부 로드로 형성될 수 있으며, 레그는 서로에 대한 레그의 위치를 변화시키기 위해서 적절한 방식으로 기부 로드에 고정식으로 체결되거나 로드상에 장착될 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 맨드렐상에서 호스 길이부를 경화시키는 방법으로서, 상기 호스 길이부는 적어도 한 층의 가황성 재료를 포함하며, 상기 호스 길이부를 상기 맨드렐상에 삽입하여 상기 호스를 경화시키는 단계를 포함하는 상기 맨드렐상에서 호스 길이부를 경화시키는 방법에 있어서,
    상기 맨드렐은 한쌍의 연장하는 레그를 포함하고, 적어도 하나의 상기 맨드렐 레그는 만곡부를 가지며,
    제 1 호스 단부를 하나의 맨드렐 레그상에 삽입시키고, 그 후 제 2 호스 단부를 상기 제 2 맨드렐 레그상에 삽입시킴으로써 상기 호스 길이부를 상기 맨드렐상에 삽입시키는 단계를 특징으로 하는
    맨드렐상에서 호스 길이부를 경화시키는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 호스 길이부를 상기 맨드렐상에 삽입하기 전에 상기 호스 길이부를 부분적으로 경화시키는 단계를 더 특징으로 하는
    맨드렐상에서 호스 길이부를 경화시키는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 호스 길이부의 제 2 대향 단부를 상기 제 2 맨드렐 레그상에 삽입하기전에 상기 호스 길이부를 비틀어 상기 호스 길이부에 루프를 형성하는 단계를 더 특징으로 하는
    맨드렐 상에서 호스 길이부를 경화시키는 방법.
  4. 호스 형성용 맨드렐에 있어서,
    상기 맨드렐은 한쌍의 대향 레그를 구비하며, 상기 맨드렐 레그중 적어도 하나는 만곡부를 구비하는 것을 특징으로하는
    호스 형성용 맨드렐.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 맨드렐은 대향 레그가 고정되고 상기 레그중 적어도 하나가 나사체결되는 기부 로드를 구비하는 것을 더 특징으로 하는
    호스 형성용 맨드렐.
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