KR20200017413A - 도관 부재 생산 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

공기 핸들링 시스템에서 이용하기 위한 도관 부재를 형성하고 밀봉하기 위한 장치. 적어도 하나의 작업 스테이션이, 일반적으로 원통형 관인 공작물 단편을 수용한다.

Description

도관 부재 생산 장치 및 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본원은, 본원에서 참조로 포함된, (미국 수령 관청으로서 작용하는) 미국 특허청에 2017년 6월 14일자로 출원된 국제특허출원 제PCT/US2017/037451호의 우선권 주장 및 그 이익향유를 주장한다.
본 발명은 일반적으로 밀봉된 또는 조정 가능한 도관 부재의 생산을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 도관 제작품은 건물 등을 위한 강제 공기 가열 및 공조 시스템에서 일반적으로 이용되고, 도관 제작품은 퍼니스(furnace) 및/또는 공조 시스템으로부터 건물의 여러 지역으로의 분배 시스템을 제공한다. 도관 제작품은 일반적으로, 건물 등의 여러 부분까지 연장되는 원통형 관류로부터 형성된다. 도관 부재는, 위치가 고정될 수 있거나 도관의 배향 및 위치가 조정될 수 있게 하여 도관 제작품의 연장부에서 굽힘부(turn)를 만드는 엘보와 같은 특별한 섹션을 포함한다. 엘보 또는 기타를 생산하기 위한 알려진 기계는, 엘보를 생산하기 위해서 이용되는 블랭크(blank)를 핸들링하여야 하는 숙련된 조작자를 전형적으로 필요로 한다. 조작자는 엘보를 위한 섹션 또는 고어(gore)를 블랭크로부터 절단하고 형성하고, 이들을 함께 조립한다. 엘보의 섹션들은 일반적으로, 조각들을 함께 결속하는 비드 커플링에 의해서 인접 섹션에 커플링된다. 엘보를 생산하기 위한 알려진 기계는, 섹션의 생산 스테이지가 수작업으로 실시될 것을 요구한다. 그에 따라, 숙련된 조작자는 각각의 섹션을 적절히 형성하고 섹션들을 함께 커플링시킬 필요가 있다. 각각의 섹션을 적절히 형성하고 섹션들을 함께 연결하는 것의 어려움은 큰 백분율의 스크랩을 초래한다.
이러한 기계와 연관된 다른 문제는, 도관 시스템의 고어들 사이의 연결부 또는 비드를 통한 공기의 손실을 포함한다. 공기가 도관 시스템을 통해서 순환될 때, 공기는 고어들 사이에 존재하는 연결 비드 또는 이음매를 통해서 소산되고, 이는 다시, 에너지의 손실을 유발하고 그에 따라 효율성이 낮은 시스템을 생성한다. 도관의 밀봉은 HVAC 시스템의 효율을 높이고, 에너지를 보전하며, 이는 매우 바람직하다. 그러한 도관 부재의 밀봉은 일반적으로 예를 들어 테이프 또는 매스틱(mastic)을 이용하여 설치 후에 실시되었고, 이는 비록 공기의 누출을 방지하는데 도움이 되나, 특별히 효과적이지 않고 설치 비용을 증가시킨다. 추후에 설치되는, 밀봉된 도관 부재를 생산하기 위한 시도가 있었으나, 그러한 도관 부재를 형성하기 위해서 이용되는 기계는 상당한 조작자 핸들링을 요구하고 조작자의 안전 위험을 야기한다. 생산 프로세스는 또한 상당한 시간을 소비하고, 그에 의해서 비용을 높인다. 따라서, 누출 방지와 관련하여 매우 효과적으로 밀봉될 수 있게 하는 엘보 도관의 자동화된 제조를 위한 장치 및 방법이 요구된다.
그에 따라, 본 발명은, 하나의 측면에서, 공기 핸들링 시스템에서 이용하기 위한 밀봉된 도관 부재를 형성하기 위한 장치에 관한 것이다. 그러한 장치는 공작물 단편을 수용하도록 구성된 적어도 하나의 작업 스테이지를 포함한다. 절단 조립체는, 공작물 단편을 미리 결정된 방식으로 절단하여 제1 및 제2 섹션을 형성하도록 구성된다. 형성 조립체는, 미리 결정된 위치에서 제1 및 제2 섹션들을 함께 재연결하기 위해서 협력하는 제1 및 제2 섹션 내의 연결 비드를 형성하기 위해서, 형성 부재 및 적어도 하나의 다이 부재를 포함한다. 공작물 단편 이동 및 회전 조립체는 공작물 단편을 절단 조립체 및 형성 조립체에 대해서 이동시키고, 회전 조립체는 공작물 단편 그리고 형성 후의 제1 및 제2 섹션 중 적어도 하나의 회전을 가능하게 한다. 연결 비드가 형성된 후에, 적어도 하나의 다이 부재와 협력하여 제1 및 제2 부재 내에서 연결 비드를 밀봉하는, 밀봉 조립체가 더 제공된다. 밀봉 조립체는, 적어도 하나의 다이 부재를 형성된 연결 비드에 반하여(against) 가압하여 연결 비드를 함께 클림핑(crimp)하는 적어도 하나의 클림핑 판을 포함한다. 절단, 형성, 공작물 단편 이동 및 회전 조립체 및 밀봉 조립체의 동작을 제어하기 위한 제어 시스템이 제공된다.
본 발명은 또한 도관 부재의 자동화된 제조 방법에 관한 것이다. 방법은 원통형 구성을 가지는 공작물 단편을 배치하는 단계, 및 작업 스테이션 내에서 공작물 단편을 제1의 미리 결정된 위치에 배치하는 단계를 포함한다. 클램핑 시스템이 공작물 단편을 제1의 미리 결정된 위치에서 고정하기 위한 제1 클램프를 포함하고, 공작물 단편은 제1 절단이 이루어지고 시계방향으로 180도 회전될 수 있는 위치로 이동된다. 제2 클램프가 활성화되어 공작물 단편을 제2의 미리 결정된 위치에서 고정하고, 절단 동작이 실시되어 제1의 미리 결정된 위치에 있는 공작물 단편을 절단하여 제1 및 제2 섹션을 형성한다. 제1 섹션은 제2 섹션을 향해서 미리 결정된 양으로 이동되고, 터닝 헤드(turning head)가 제2 섹션의 내부에 결합된다. 이어서, 제2 섹션은 시계방향으로 180도 회전되고, 터닝 헤드가 결합해제된다. 형성 동작이 개시되어, 섹션들을 재연결하기 위한 제1 및 제2 섹션 각각의 연결 비드를 형성하고, 클림핑 시스템은 형성된 연결 비드들을 함께 밀봉한다. 이어서, 제2 클램프가 개방되어 공작물 단편을 해제한다. 이어서, 공작물 단편은, 제2 절단이 이루어지고 반시계방향으로 180도 회전되는 위치로 이동된다. 제2 클램프가 활성화되어 공작물 단편을 미리 결정된 위치에서 고정하고, 절단 동작이 실시되어 제1의 미리 결정된 위치에 있는 공작물 단편을 절단하여 제1 및 제2 섹션을 형성한다. 제1 섹션은 제2 섹션을 향해서 미리 결정된 양으로 이동되고, 터닝 헤드가 제2 섹션의 내부에 결합된다. 이어서, 제2 섹션은 시계방향으로 180도 회전되고, 터닝 헤드가 결합해제된다. 형성 동작이 개시되어, 섹션들을 재연결하기 위한 제1 및 제2 섹션 각각의 연결 비드를 형성하고, 클림핑 시스템은 형성된 연결 비드들을 함께 밀봉한다. 이어서, 제2 클램프가 개방되어 공작물 단편을 해제한다. 이어서, 공작물 단편은, 적어도 제3 절단이 이루어지고 시계방향으로 180도 회전되는 위치로 이동된다. 제2 클램프가 활성화되어 공작물 단편을 미리 결정된 위치에서 고정하고, 절단 동작이 실시되어 제1의 미리 결정된 위치에 있는 공작물 단편을 절단하여 제1 및 제2 섹션을 형성한다. 제1 섹션은 제2 섹션을 향해서 미리 결정된 양으로 이동되고, 터닝 헤드가 제2 섹션의 내부에 결합된다. 이어서, 제2 섹션은 시계방향으로 180도 회전되고, 터닝 헤드가 결합해제된다. 형성 동작이 개시되어, 섹션들을 재연결하기 위한 제1 및 제2 섹션 각각의 연결 비드를 형성하고, 클림핑 시스템은 형성된 연결 비드들을 함께 밀봉한다. 이어서, 제2 클램프가 개방되어 공작물 단편을 해제한다.
청구된 발명의 이러한 그리고 다른 특징뿐만 아니라, 설명된 발명의 예의 상세 내용이 이하의 설명 및 도면으로부터 보다 완전하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 예에 따른, 형성된 그대로의 도관 부재의 평면도이다.
도 2는 도 1의 절단 부재를 형성하기 위한 블랭크로서 이용되는 관 또는 공작물 단편의 평면도이다.
도 3은 엘보 또는 유사한 도관 부재를 자동 절단 및 형성하기 위한 장치의 예의 측면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 바와 같은 장치의 측면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 바와 같은 장치의 상면도이다.
도 6은 장치와 연관된 제로 스톱 시스템(zero stop system)의 상면도이다.
도 7은 도 6의 선 A-A를 따라서 취한 단면도이다.
도 8은 도 3의 장치 내의 다이 부재 그리고 절단 및 형성 조립체의 사시도이다.
도 9 및 도 10은 도 8의 선 A-A를 따른 단면도를 도시하며, 상이한 동작 상태들을 보여준다.
도 11은 예에 따른 절단 및 형성 헤드의 도면이다.
도 12는 도 11에 도시된 바와 같은 절단 및 형성 헤드의 횡단면도이다.
도 13은 예시적인 기계의 절단 및 형성 헤드 그리고 연관된 다이 부재의 부분 사시도이다.
도 14는, 절단 및 형성 헤드에서 이용하기 위한, 예에 따른 절단 및 형성 카셋트의 상면도이다.
도 15는 도 14에 도시된 바와 같은 절단 및 형성 카셋트의 횡단면도이다.
도 16은 도 14에 도시된 바와 같은 절단 및 형성 카셋트와 연관된 절단 휠의 부분적 횡단면이다.
도 17은 예시적인 기계의 다이 부재와 관련된, 절단 및 형성 카셋트와 연관된 절단 휠의 부분도이다.
도 18은 예시적인 기계의 다이 부재와 관련된, 절단 및 형성 카셋트와 연관된 형성 휠의 부분도이다.
도 19는 예시적인 기계의 절단 및 형성 헤드의 다른 예이다.
도 20은 예시적인 기계와 연관된 다이 조립체의 일부의 사시도이다.
도 21은 도 20에 도시된 바와 같은 다이 조립체의 일부의 상면도이다.
도 22는 클림핑 시스템을 보여주는 예시적인 기계의 일부의 상면도이다.
도 23은 예에 따른 장치의 동작을 보여주는 블록도이다.
도 24는 장치의 동작을 위한 제어 시스템에 대한 예시적인 조작자 인터페이스를 도시한다.
이제 도면을 참조하면, 본 발명의 예는 도 1에 도시된 것과 같은 엘보 도관 부재(10)를 생산하는 것에 관한 것이고, 도관 부재(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 원통형 관(12)으로 형성된다. 엘보 도관 부재(10)는 도시된 바와 같이 90도 엘보일 수 있거나, 예를 들어 45도 엘보일 수 있다. 도관(10)을 형성하기 위해서, 관(12)이 고어 또는 섹션(14 내지 18)으로 절단되고, 이어서 고어들 또는 섹션들이 재-부착되어 엘보 구성을 형성한다. 이러한 예에서, 도관(10)은 90도 엘보로서 도시되어 있고, 이는, 90도 엘보 구성을 형성하기 위해서, x에서 도시된 바와 같이 22.5도의 증분으로 이격된 4개의 절단으로 관(12)을 절단하는 것에 의해서 형성될 수 있으나, 다른 구성이, 예를 들어 30도 증분의 3개의 섹션 절단으로부터, 형성될 수 있다. 이러한 예에서, 섹션 또는 고어(14 내지 18)는 연결 비드에 의해서, 하나의 섹션의 일부가 중첩 배치되는 관계로, 재-부착되고, 연결 비드에 의해서 그러한 위치에서 함께 연결된다. 도관 부재(10)는, 도관 시스템 내의 다른 도관 부재들 사이에서 커플링되도록 구성된, 제1 개구부(20) 및 제2 개구부(22)를 더 포함한다. 도시하지는 않았지만, 도관 부재(10)의 연결을 돕기 위해서, 개구부가 다른 도관 부재의 내부 벽과의 결합을 위해서 클림핑될 수 있다. 관(12)은, 관형 구성을 형성하기 위해서 블랭크의 대향된 이음매들이 서로 커플링된 상태에서 압연되는 편평한 재료의 블랭크로부터 생산될 수 있다. 예로서, 형성된 재료의 블랭크의 관형 구성은 도 2에 도시된 바와 같은 시작 공작물 단편(12)을 제공할 수 있고, 이는 이어서 본 발명의 장치 및 방법에 의해서 처리될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같은 공작물 단편(12)은 본 발명의 장치 및 방법에서 이용하기 위한 미리 결정된 직경을 갖도록 설계되나, 공작물 단편의 임의의 적합한 특정 치수적 특징이 수용될 수 있다.
본 발명의 장치 및 방법이 동작되어 도 2에 도시된 바와 같이 공작물 단편(12)을 취하고, 가능한 경우에 조작자 개입이 없이, 도 1의 도관 부재(10)를 최종적인 바람직한 형태로 자동적으로 생산한다.
이제 도 3 내지 도 5를 참조하면, 엘보 도관을 형성하기 위한 장치의 예가 더 구체적으로 도시되어 있다. 전반적으로 50으로 표시된 장치는, 장치의 여러 구성요소를 지지하는 하우징 또는 프레임 구성부(52)를 포함한다. 하우징 또는 프레임(52)은 상부 표면(54)을 포함한다. 상부 표면(54)은 수평에 대해서 또는 최종적으로 전술한 관(12) 상의 배출구 개구부의 평면에 대해서 미리 결정된 각도로 각을 이룬다. 상단부는, 엘보 도관 부재(10)를 절단 및 형성하기 위한 동작을 실시하기 위해서 공작물 단편(12)을 수용하기 위한 만입부(56)를 포함한다. 만입부(56)는 만입부(56)에 인접하여 지지되는 다이 및 클림핑 조립체(58)를 포함하고, 이러한 예에서, 다이 및 클림핑 조립체는, 만입부(56)의 대향 측면들 상에 배치되는 제1 및 제2 반원형 다이 부재(60 및 62)를 포함한다. 다이 부재(60 및 62)는 정지적일 수 있거나, 희망하는 경우에, 만입부(56)를 향해서 그리고 그로부터 멀리 이동될 수 있게 만들어질 수 있다.
다이 부재는, 다이 부재(60 및 62)를 향해서 이동 가능한, 클림핑 판(59) 아래에 배치된다.
만입부(56) 내에서, 절단 및 형성 시스템(70)이 제공된다. 절단 및 형성 시스템(70)은, 예를 들어 캠 편향에 의해서, 공작물 단편과 결합되도록 이동될 수 있는 절단 및 형성 휠을 수반하는 복수의 카셋트를 갖는 형성 헤드와 연관된 레버를 갖는 터닝 헤드를 포함할 수 있다. 대안적으로, 카셋트가, 예로서 본원에서 참조로 포함되는 미국 특허 제6,105,227호 또는 제6,363,764호에 도시되고 설명된 것과 같은 편심 구동부에 의해서 이동될 수 있다. 다이 부재(60 및 62)와 절단 및 형성 시스템(70) 사이에서, 도 2에 도시된 바와 같이 공작물 단편(12)을 수용하기 위한 채널이 형성되고, 공작물 단편(12)은 채널 내로 미리 결정된 깊이까지 연장된다. 이동 가능한 지지 표면 또는 터브(tub)(68)가 채널의 하단에 제공되고, 그 위에서 공작물 단편이 만입부(56) 내에서 지지되고 미리 결정된 위치까지 다이 부재(60 및 62) 및 절단 및 형성 시스템(70)에 대해서 이동된다. 관(12)을 형성 헤드 및 다이 부재에 대한 희망 위치까지 이동시키도록, 이동 조립체(55)(도 3)가 제공된다. 이동 조립체(55)는 임의의 적합한 메커니즘에 의해서 공작물 단편(12)을 이동시킬 수 있다. 절단 및 형성 조립체(70)는 이동 가능한 지지 표면 또는 터브(68)를 통해서 연장되고, 구동 시스템(73) 및 구동 모터(75)에 연결된다. 또한, 공작물 단편(12)의 절단된 섹션을 희망 위치로 클램핑하기 위해서 그리고 그 공작물 단편 섹션 또는 고어를 서로에 대해서 회전시켜 희망 도관 부재를 형성하기 위해서, 유지 및 회전 시스템이 채널 및 터브(68)와 연관된다.
이러한 예에서, 터브(68) 및 그 위에서 지지되는 공작물 단편의 섹션의 적절한 회전을 보장하기 위해서 제공되는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같은 제로 하드 스톱 시스템(zero hard stop system)(80)이 또한 제공된다. 하드 스톱 시스템(80)은, 절단 및 형성 동작 중에 이동을 방지하기 위해서 주 회전 기어(84)를 터브(68)에 결합시키는 스톱 부재(82)를 포함할 수 있고, 90도 엘보 구성이 정확하게 생성되는 것을 보장할 수 있다. 예에서, 스톱 부재(82)는, 적절히 작동되어 기어(84)에 결합되고 절단 및 형성 동작 중에 터브(68) 또는 그와 함께 유지되는 공작물 단편 섹션의 모든 이동을 방지하는, 스프링 부하형 핀(spring loaded pin)(86)이다.
유지 시스템은, 절단 후에 공작물 단편(12)의 상부 및 하부 섹션 또는 고어를 클램핑하기 위해서 이어서 재연결되게 하기 위해서, 상부 유지 시스템(63) 및 하부 유지 시스템(61)을 포함할 수 있다. 예를 들어 절단부 위와 아래에서 공작물 단편(12)의 표면을 파지하도록 작동되는 하나 이상의 클램프 부재를 포함하는 클램프 조립체를 포함하여, 임의의 적합한 유지 시스템이 제공될 수 있다. 예를 들어 도 6 및 도 7에서 확인되는 바와 같이, 하부 유지 시스템(61)은 공작물을 제 위치에서 고정하기 위해서 관(68) 주위에 위치되는 복수의 클램프를 포함할 수 있다. 회전 시스템은, 절단 후에 공작물 단편(12)의 각각의 섹션을 다른 섹션에 대한 희망 위치로 회전 및/또는 배치하기 위해서, 유지 시스템(61 및 63)과 별개의 시스템일 수 있는, 하단 및/또는 상단 유지 시스템(61 및 63)을 이용할 수 있다. 절단, 형성 및 회전 동작이 실시될 때, 그리고 후술되는 바와 같이 섹션들이 재-부착되고 밀봉될 때, 공작물 단편(12) 및 섹션들이 제 위치에서 확실하게 유지된다.
절단 및 형성 시스템(70)은, 공작물 단편(12)의 섹션들 또는 고어들 사이에서 절단, 예비-형성 및 최종 형성을 하도록 설계되고, 또한 제조 후에 연결부들을 밀봉하기 위해서 이용될 수 있다. 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 절단 및 형성 조립체(70)는, 다이(60 및 62)와 관련하여, 공작물 단편(12)의 고어 섹션들을 절단 및 재연결하도록 동작된다. 이러한 예에서 다이(60 및 62)는 절단 판(65) 및 형성 판(67)으로부터 형성된다. 절단 및 형성 조립체는, 채널 내에 배치된 공작물 단편(12)에서 절단 및 예비-형성, 형성 및 클림핑 동작을 실시하기 위해서 절단 판(65)과 형성 판(67)을 향해서 그리고 그로부터 멀리 이동 가능한, 적어도 하나의 절단 롤러(72) 및 형성 롤러(74)를 포함한다. 도 9에서, 절단 롤러(72)는 공작물 단편(12)과의 결합 및 절단 판(65)과 연관된 공작물 단편(12)의 절단을 위한 전진 위치에서 도시되어 있다. 도 10에서, 형성 롤러(74)는 공작물 단편(12)과의 결합 및 형성 판(67)과 연관된 공작물 단편(12)의 절단된 단편들의 재연결을 위한 전진 위치에서 도시되어 있다.
도 11 및 도 12에서, 예시적인 절단 및 형성 조립체(70)가 더 구체적으로 도시되어 있고, 절단/형성 카셋트는 제거되어 있다. 도 11에서 확인될 수 있는 바와 같이, 조립체(70)는, 절단/형성 카셋트를 장착하기 위한 장착 섹션(402)을 갖는 회전 헤드(400)를 포함한다. 절단 판 및 형성 판의 각도형 배열을 수용하여 직선형 관으로부터의 공작물 단편(12)의 희망 각도 절단을 제공하기 위해서, 회전 헤드(400)는 도시된 바와 같은 각도로 배치된다. 헤드(400)는, 일반적으로 직접적 기어 구동부(406)를 통해서 회전 샤프트(408) 및 헤드(400)에 연결되는 구동 샤프트(404)를 포함하는 구동 시스템(403)에 의해서 고속으로 정확하게 구동되고, 이는 절단 및 형성 동작이 매우 신속하게 달성될 수 있게 한다. 샤프트(408)의 회전이 샤프트(410)로 전달된다. 샤프트(410)는 402에서 장착될 때 카셋트와 인터페이스하고, 이하에서 더 구체적으로 설명하는 바와 같이, 절단 휠 및 형성 휠의 전개를 유발한다. 샤프트(410)는, 402에 장착된 카셋트와 인터페이스하는 구동 부재(412)를 회전시킨다. 구동 샤프트(410)는, 헤드(400)의 회전과 관련하여 절단 및 형성 동작이 매우 신속하게 달성될 수 있게 하는 속력으로 회전된다. 예에서, 기계를 이용하여 직선형 관으로부터 전체 엘보를 형성하는 것이 약 17초 내에 실시될 수 있다. 이는, 직선형 관 공작물 단편(12)을 기계 내에 배치하는 것, 그리고 공작물 단편의 고어 섹션들을 절단, 형성, 회전, 재-연결하고 그 연결부들을 밀봉하여 도 2에서와 같은 90도 엘보를 초래하는 4개의 연결부를 형성하는 것을 포함한다. 조작자의 개입이 없이 엘보 구성을 자동적으로 신속하게 형성할 수 있는 능력은 매우 효율적이고 최적화된 방식으로 도관 부재를 생산할 수 있게 한다. 구동 샤프트(408)가 구동 샤프트(404)에 대해서 각도를 이루어 배향될 때, 예를 들어 유니버셜 조인트와 같은 메커니즘을 이용하지 않고 직접적인 방식으로 샤프트(408)를 구동할 수 있도록, 직접적 기어 구동부(406)는 칼라에 그리고 구동 샤프트(408)에 직접적으로 커플링된 베벨 기어의 세트일 수 있다. 이는 구동 시스템(406)의 유지보수를 감소시킨다. 샤프트(408 및 410)의 회전은 구동 샤프트(404)의 회전에 대한 선택된 비율로 제공된다. 공작물 단편(12)의 고어 섹션들 사이의 연결부의 배치, 절단, 회전, 형성 및 밀봉이, 정확한 배치 및 속력 제어를 위해서, 컴퓨터 구동형 서보 구동부에 의해서 실시될 수 있다. 서보 구동부는 컴퓨터 제어 시스템으로부터 명령 신호를 수신하여, 명령 신호에 비례하는 이동을 생성하도록 서보 모터를 동작시킨다. 명령 신호는 희망 속력의 헤드(400)의 이동 및 카셋트의 동작을 생성하고, 또한 엘보 형성 중에 고어 섹션의 위치에 관한 매우 정확한 제어를 제공하며, 그 둘 모두가 서로 관련되고 지지 표면 또는 터브(68)의 이동 및 재-부착을 위한 고어 섹션들의 상대적인 회전에 의한 구성 중에 엘보의 각각의 섹션을 형성한다. 도 13에 도시된 바와 같은 예에서, 카셋트와 인터페이스하는 구동 부재(412)를 갖춘 절단 및 형성 조립체(70)는, 헤드(400)가 공작물 단편(12)에 대해서 회전될 때 연속적인 절단 휠 및 형성 휠의 결합을 유발하는 편심 구동부(412)일 수 있다. 편심 구동부는, 기계(10)의 매우 빠른 동작이 달성될 수 있게 하는 매우 효율적인 절단 및 형성 동작을 위한, 절단 휠 및 형성 휠의 공작물 단편과의 결합 및 결합해제와 관련된 매우 신속한 이동을 허용한다.
예에서, 절단 및 형성 카셋트(500)는, 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 헤드(400)와 연관되어 이용된다. 카셋트(500)는 절단 휠(502) 및 형성 휠(504)을 수반하고, 그러한 절단 휠 및 형성 휠은 공작물 단편(12)과의 결합으로 독립적으로 전개되고 그에 따라 공작물 단편(12)의 고어 섹션으로의 절단, 각각의 섹션 내의 커플링 부분의 예비-형성, 및 각각의 섹션 내에 형성된 커플링 부분을 통한 고어 섹션들의 재-부착을 유발한다. 카셋트(500)는 채널(506) 내의 구동 부재(412)에 의해서 결합되고, 구동 부재(412)는 카셋트(500)가 헤드(400) 내의 장착 채널(402)에 대해서 활주되게 하며, 그에 따라 절단 휠(502) 및 형성 휠(504)은 공작물 단편(12)에 대해서 외측 및 내측으로, 그리고 공작물 단편(12)과의 결합 내외로 이동된다. 절단 휠 및 형성 휠은 전술한 바와 같이 절단 판 및 형성 판과 함께 동작한다.
절단 휠(502)의 예가 도 16에 도시되어 있다. 절단 휠(502)은, 몇몇 기능을 실시하기 위해서 공작물 단편(12)과 결합되는 프로파일을 포함한다. 제1 반경화 부분(radiused portion)(510)이 휠(502)의 상단 부분에 형성되고, 제2 나이프 부분(512)이 공작물 단편(12)을 상단 및 하단 고어 섹션으로 절단할 때, 공작물 단편의 상단 섹션의 예비-형성을 유발한다. 제2 반경화 부분(514)이 휠(502)의 하단부에 제공되어, 공작물 단편(12)의 하단 섹션 내의 예비형성을 유발한다. 상단 반경화 부분(510)은 그 상단부로부터 하단부까지 변화되는 반경을 포함하고, 이러한 예에서, 상단부로부터 대략적으로 중간 부분(510)까지 연장되는 부분(516)을 형성하는 제1 반경(R1), 및 부분(510)의 하단 섹션(518)을 형성하는 제2 반경(R2)을 포함한다. 제1 반경(R1)은, 공작물 단편이 나이프 부분(512)으로 절단될 때, 공작물 단편(12)의 상단 섹션의 예비형성을 제공한다. 섹션(516)에 의해서 제공된 예비-형성은 커플링 비드의 정밀한 형성을 가능하게 하고, 이어서 커플링 비드가 밀봉되어 공작물 단편(12)의 고어 섹션들 사이에서 편평하고 작은 치수의 밀봉된 커플링을 형성한다. 도 16에서 확인되는 바와 같이, 부분(510)은, 절단된 후의 공작물 단편의 하단 섹션에서 섹션(514)에 의해서 제공되는 예비-형성보다 큰 치수를 갖는, 절단 후의 공작물 단편의 상단 섹션 내의 커플링 비드를 예비-형성한다. 이는, 형성 휠(504)에 의해서 제공되는 커플링 비드 상의 형성 동작의 완료를 위해서, 절단된 공작물 단편(12)의 절단된 상단 및 하단 섹션이 이어서 서로 인접한 예비-형성된 커플링 비드들과 중첩되는 관계로 신속하게 이동될 수 있게 한다. 절단 및 형성 조립체(70)의 동작 시에, 예비-형성 동작이 설명된 바와 같이 실시되어, 상단 절단 섹션의 하단 연부 및 절단된 섹션들이 중첩 관계로 이동하는 것을 보조하도록 약간 내측으로 테이퍼링된 하단 섹션의 상단 연부를 동시에 예비-형성할 수 있다. 형성 동작은 고어 섹션들 사이의 생성된 재연결부를 클림핑하는 제2 스테이지를 제공하고, 그에 따라 후술되는 바와 같은 클림핑 시스템에 의한 후속 고압 클림핑 후에 적절하게 밀봉되는 미리 결정된 재연결부를 형성한다. 일반적으로, 공작물 단편(12)을 형성하는 재료는 구조적으로 상당한 무결성(integrity)을 가지며, 그에 의해서 형성된 연결 비드가 깊고 일정하게 형성되어 고어들 사이의 연결을 유지하는 것 그리고 희망 밀봉을 제공하는 것을 촉진한다.
절단 및 형성 카셋트(500)의 동작은 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이 독립적으로 절단 휠(502) 및 형성 휠(504)의 전개를 제공한다. 카셋트(500)가 절단 및 형성 헤드(400) 내의 부재(412)에 의해서 구동될 때, 전술한 바와 같이, 절단 휠(502)은 절단 판(65) 및 형성 판(67)과 함께 공작물 단편(12)와의 결합으로 연장된다. 하단 판(65)은 절단 나이프, 그리고 나이프 부분(512) 및 반경화된 부분(510 및 514)과 인터페이스하는 반경화된 채널을 포함한다. 상단 판(67)은 형성 링이고, 형성 휠(504)과 인터페이스하는 반경화된 채널을 포함한다. 더 구체적으로 후술되는 바와 같이, 클림핑 판(59)이 동작되어 고어 섹션들 사이의 커플링 비드의 형성 후에 형성 판(67)을 아래쪽으로 가압하고, 그에 따라 형성된 커플링 비드와 결합되고 이를 클림핑 또는 밀봉하여 밀폐 폐쇄되게 한다. 형성된 커플링 비드의 클림핑 후에 판들을 개방 위치로 편향시키기 위한 스프링(79)이 판(65)과 판(67) 사이에 제공된다. 형성 판(67)에 의해서 제공된 형성 링은 클림핑되기 전에 고어의 형태를 생성하고 이어서 아래로 밀려 형성된 커플링 비드를 엘보 도관의 고어들 사이에서 클림핑한다.
중앙 기어(302)에 의해서 구동되는 회전 헤드(300)를 포함하는, 절단 및 형성 헤드의 다른 예가 도 19에 도시되어 있다. 헤드(300)는, 지지부(306) 상에서 이동 가능한 3개의 카셋트(304)를 포함한다. 카셋트가 외측으로 이동되도록 그리고 각각의 카셋트(304) 내의 절단 및 형성 휠과 관련하여 설명한 바와 같이 공작물 단편과 결합되도록, 연관된 캠(308)이 카셋트의 이동을 유발한다. 다른 적합한 구성이 이용될 수 있다.
도 20 및 도 21을 참조하면, 고어 섹션들 사이에 커플링 비드를 형성하기 위한 그리고, 절단 및 형성 헤드(400)와 함께, 형성 후에 이러한 연결부들을 밀봉하기 위한 도구의 부분이 도시되어 있다. 이러한 예에서, 도 3에 도시된 바와 같이 만입부(56)에 인접하여 지지되는 다이 조립체(58)가, 만입부(56)의 대향 측부들 상에 배치되는 제1 및 제2 반원형 다이 부재(60)(및 62)에 의해서 형성된다. 도구는, 협력적인 동작을 위해서 서로 적층되고 부착되는 3개의 판을 포함한다. 이러한 예에서, 다이 부재(60)는, 절단 판(65) 위에 배치된 형성 판(67)과 함께, 하단부에 배치되는 절단 판(65)을 포함한다. 형성 후에 공작물 단편(12)의 고어 섹션들 사이의 접합부를 밀봉하는 동안 절단 판(65)과 형성 판(67) 사이의 간격을 유지하기 위해서, 전술한 바와 같이 판(65)과 판(67) 사이에는 이격부재(71)가 존재한다. 얇은 반원형 판 또는 이격부재 링(71)의 쌍이 절단 판(65) 및 형성 판(67)과 관련하여 장착되어, 클림핑 판(59)의 동작과 관련된 고어 섹션들 사이의 희망 밀봉 연결부를 형성하는 것을 돕는다. 이격부재(71)는 예를 들어 약 0.040"일 수 있고, 공작물 단편(12)의 고어 섹션들 사이의 형성된 연결부의 부분들 사이의 간격을 유지하여 형성 후에 연결부를 적절히 밀봉한다.
또한, 전술한 바와 같이 유지 및 회전 시스템(63)에 더하여 이용될 수 있는 상부 유지 시스템(81)이 제공된다. 유지 시스템(81)은, 절단 후의 공작물 단편(12)의 상부 고어 섹션이 하부 고어 섹션에 대한 재부착을 위한 적절한 위치에서 유지되게 보장한다. 동작 시에, 도 1의 위치(x)에서의 공작물 단편(12)의 절단 후에, 엘보 구성을 형성하기 위해서, 재-부착 전에, 절단된 고어 섹션들이 서로에 대해서 회전된다. 최종적인 90도 엘보 구성이 적절하게 형성되도록 보장하기 위해서 그러한 부분들 사이의 상대적인 회전이 정밀하여야 하고, 절단 중에 하부 고어 섹션에 대한 상부 고어 섹션의 희망 위치를 유지하는 것이 상부 유지 시스템(81)에 의해서 촉진된다. 이러한 예에서 상부 유지 시스템(81)은, 판(81)을 상단 고어 섹션과의 결합으로 이동시키기 위해서 대향되는 판들(81) 상에 형성된 각도형 표면(83)과의 결합 내외로 이동되는, (도 22에 도시된 바와 같은) 작동기(85)에 의해서 결합 위치와 결합해제 위치 사이에서 이동 가능한 활주 가능 판이다. 복귀 스프링(84)이 제공되어, 표면(83)과의 결합을 벗어나는 작동기(84)의 이동 시에 판(81)이 결합을 벗어나게 이동시킨다. 유지 시스템(81)이 독립적으로 동작되어 절단 동작 중에 상단 고어 섹션의 확실한 유지를 가능하게 한다.
연결 비드의 형성 후에, 비드가 클림핑되고 밀봉되어 공기의 통과 누출을 실질적으로 방지할 수 있다. 도 22에 도시된 바와 같이, 클림핑 조립체(59) 또는 판이 다이 조립체(60 및 62) 위에 제공되고 형성 판(67)에 반하여 하향 이동되며, 그에 따라 각각의 고어 섹션 내의 형성된 연결 비드에 반하는 형성 판(67)의 하향 이동을 유발한다. 이는 형성된 연결 비드에 힘을 인가하여 연결 비드를 밀봉한다. 이러한 예에서, 클림핑 판(59)은, 컴퓨터 구동형 서보 구동부에 의해서 제어되는, 대향 측부들 상의 트윈 서보 구동형 볼 스크류(77)에 의해서 이동된다. 트윈 서보 구동형 볼 스크류(77)의 이용은, 형성된 연결 비드의 각각의 부분이 적절하게 그리고 균일하게 밀봉되게 보장한다. 클림핑을 위한 다른 적합한 시스템이 이용될 수 있다. 시스템의 동작을 설명하기 위한 예시적이고 비제한적인 실시예의 블록도가 도 23에 도시되어 있다. 장치 및 구성요소의 동작은 제어 시스템에 의해서 제어될 수 있고, 제어 시스템은, 기계(50)의 하나 이상의 구성요소의 동작을 구성하는 명령어와 같은, 컴퓨터-실행 가능 명령어를 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서(들)을 포함할 수 있는 컴퓨팅 디바이스를 포함한다. 그러한 컴퓨터-실행 가능 명령어는, 컴퓨팅 디바이스와 연관된 메모리와 같은 비-일시적 컴퓨터-판독 가능 저장 매체를 포함하는 하나 이상의 컴퓨터-판독 가능 매체에 저장될 수 있다.
일반적으로, 공작물 단편(12)이 만입부(56) 내에 배치되면, 동작이 100에서 시작된다. 하단 클램프(61)가 102에서 폐쇄되어 공작물 단편(12)을 위치 내에 고정한다. 공작물 단편은 이동 시스템(55)에 의해서 104에서 제1 절단의 위치로 이동되고, 클램핑 및 회전 조립체에 의해서 106에서 시계방향으로 180도 회전될 수 있다. 제1 상단 유지 시스템 또는 클램프 조립체(63)는 108에서 폐쇄되고, 이차적인 상단 클램핑 디바이스(81)는 109에서 폐쇄되어, 110에서 실시되는 제1 절단 동작 중에 상단 도관 섹션이 이동되지 않게 보장한다. 절단 동작은 절단 및 형성 시스템(70)에 의해서 실시되고, 이는 초기에 채널 내에 배치된 공작물 단편(12)에 대한 다이 부재(60 및 62) 및 절단 및 형성 조립체(70)의 각도에 의해서 규정되는 미리 결정된 각도 위치를 따라 공작물 단편을 절단할 것이다. 절단 판(65)과 연관된 공작물 단편과 절단 휠(72)의 결합에 의해서, 절단 동작이 실시된다. 절단 및 형성 시스템(70)에 의해서 공작물 단편이 절단되면, 상단 이차적 유지 시스템(81)이 111에서 결합해제되고, 지지 표면 또는 터브(68)가 112에서 0.03 내지 0.10 인치, 또는 이러한 예에서, 0.060 인치와 같은 미리 결정된 양만큼 이동되어 절단된 섹션의 일부를 절단 및 형성 시스템(70)에 대해서 위치시킨다. 이어서, 절단 및 형성 조립체(70)가 동작되어, 형성 휠(74)과 공작물 단편을 결합시키기 위해서 114에서 시스템(70)의 터닝 헤드와 결합되는 것에 의해서, 공작물 단편의 일부를 예비형성한다. 이어서, 절단된 공작물 단편의 상단 섹션이 116에서 시계방향으로 180도 회전되고, 터닝 헤드가 118에서 결합해제된다. 이러한 시점에서, 기계 동작은 120에서 증첨 동작(breed lift operation)을 실시한다. 절단되고 예비-형성된 후에, 증첨은 관의 하단 섹션이 상단 섹션과의 중첩 위치 내로 삽입되게 한다. 예비-클림핑 동작이 122에서 실시되어, 후속 밀봉을 위해서 공작물 단편의 일부를 형성한다. 절단 및 형성 조립체(70)와 연관된 반-원형 링은 증첨 및 예비-클림핑 프로세스 중에 공작물 단편의 재료의 흐름 또는 형성의 제어를 돕는다. 그 후에, 형성 동작이 124에서 실시되고, 형성 판과 관련하여 형성 휠은 섹션들을 재연결하기 위한 연결 비드를 공작물 단편 섹션 내에서 형성한다. 형성 동작은, 고어 섹션들 사이에서, 생성된 재연결부를 클림핑하는 제2 스테이지를 제공하고, 그에 따라 클림핑 판(59)에 의한 후속 고압 클림핑 후에 적절하게 밀봉되는 재연결부를 형성한다. 클림핑 판(59)의 이동 단계가 126에서 실시되어, 128에서 최종적인 또는 제3의 클림핑 스테이지를 제공하고 재연결부를 고어 섹션들 사이에서 밀폐식으로 밀봉한다. 클림핑 판(59)에 의해서 인가된 압력은, 희망하는 경우에, 제어 및 조정 가능할 수 있다. 이러한 시점에, 제1 밀봉된 연결 비드가 공작물 단편(12) 내의 고어들 또는 섹션들 사이에 형성된다.
제1 동작에서 주목된 바와 같이, 절단 및 연결 비드의 예비형성 후에, 기계는 자동적으로 제1 섹션을 180도 회전시킬 것이고, 이어서 기계는 연결 비드의 형성 동작을 완료할 것이다. 연결 비드가 완성된 후에, 클림핑 판(59)은 압력을 인가할 것이고 밀폐식 비-조절가능 밀봉부를 만들 것이다. 기계는, 희망하는 경우에, 클림핑 프로세스에서 최대(full) 압력을 이용하지 않음으로써 조정 가능한 도관 부재를 생산할 수 있다.
이어서, 터브(68)는 132에서 제2 연결 비드를 형성하기 위한 위치로 이동되고, 134에서 반시계방향으로 180도 회전된다. 상단 클램프(63)는 136에서 폐쇄되고 이차적 상단 클램프가 137에서 폐쇄된다. 절단 동작이 138에서 실시되고, 이차적인 상단 클램프(81)가 139에서 개방된다. 제1 연결 비드 형성 동작에서와 같이, 터브가 140에서 0.060 인치와 같은 양으로 이동되고, 터닝 헤드가 142에서 결합된다. 상단 절단 섹션은 144에서 시계방향으로 180도 회전되고, 터닝 헤드가 146에서 결합해제된다. 증첨이 148에서 실시되고 150에서 예비-클림핑된다. 이어서, 제2 형성 동작이 152에서 실시되어 제2 연결 비드를 형성한다. 형성 동작은, 고어 섹션들 사이에서, 생성된 재연결부를 클림핑하는 제2 스테이지를 제공하고, 그에 따라 클림핑 판(59)에 의한 후속 고압 클림핑 후에 적절하게 밀봉되는 재연결부를 형성한다. 클림핑 판(59)이 154에서 동작되어, 형성된 연결 비드를 156에서 클림핑한다. 이어서, 상단 클램프(63)가 158에서 개방되고, 밀봉된 제2 연결 비드가 고어들 또는 섹션들 사이에서 형성된다.
이어서, 터브(68)는 160에서 제3 연결 비드를 형성하기 위한 위치로 이동되고, 162에서 시계방향으로 180도 회전된다. 상단 클램프(63)는 164에서 폐쇄되고 이차적 상단 클램프가 165에서 폐쇄된다. 절단 동작이 166에서 실시되고, 이차적인 상단 클램프(81)가 167에서 개방된다. 제1 및 제2 연결 비드 형성 동작에서와 같이, 터브가 168에서 0.060 인치와 같은 양으로 이동되고, 터닝 헤드가 170에서 결합된다. 상단 절단 섹션은 172에서 시계방향으로 180도 회전되고, 터닝 헤드가 174에서 결합해제된다. 증첨이 176에서 실시되고 178에서 예비-클림핑된다. 이어서, 제3 형성 동작이 180에서 실시되어 제3 연결 비드를 형성한다. 형성 동작은, 고어 섹션들 사이에서, 생성된 재연결부를 클림핑하는 제2 스테이지를 제공하고, 그에 따라 클림핑 판(59)에 의한 후속 고압 클림핑 후에 적절하게 밀봉되는 재연결부를 형성한다. 클림핑 판(59)이 182에서 동작되어, 형성된 연결 비드를 184에서 클림핑한다. 이어서, 상단 클램프(63)가 186에서 개방되고, 밀봉된 제3 연결 비드가 고어들 또는 섹션들 사이에서 형성된다.
이어서, 터브(68)는 188에서 제4 연결 비드를 형성하기 위한 위치로 이동되고, 190에서 반시계방향으로 180도 회전된다. 상단 클램프(63)는 192에서 폐쇄되고 이차적 상단 클램프(18)가 193에서 폐쇄된다. 제4 절단 동작이 194에서 실시되고, 이차적인 상단 클램프(81)가 195에서 개방된다. 이전의 연결 비드 형성 동작에서와 같이, 터브가 196에서 0.060 인치와 같은 양으로 이동되고, 터닝 헤드가 198에서 결합된다. 상단 절단 섹션은 200에서 시계방향으로 180도 회전되고, 터닝 헤드가 202에서 결합해제된다. 증첨이 204에서 실시되고 206에서 예비-클림핑된다. 이어서, 제4 형성 동작이 208에서 실시되어 고어들 사이에서 제4 연결 비드를 형성한다. 형성 동작은, 고어 섹션들 사이에서, 생성된 재연결부를 클림핑하는 제2 스테이지를 제공하고, 그에 따라 클림핑 판(59)에 의한 후속 고압 클림핑 후에 적절하게 밀봉되는 재연결부를 형성한다. 클림핑 판(59)이 210에서 상승되어, 형성된 연결 비드를 212에서 클림핑한다. 이어서, 상단 클램프(63)가 214에서 개방되고, 밀봉된 제4 연결 비드가 형성되며, 공작물 단편(12)을 배치하는 것 그리고 최종 형태의 밀봉된 엘보 도관 부재를 제거하는 것 이외의 조작자의 개입이 없이, 그러한 부품은 이제 최종 형태에서 밀봉된 90도 엘보로 형성된다.
전술한 동작에서, 각각의 단계가 자동적으로 실시될 수 있다. 도 24에서 확인되는 바와 같이, 기계(50)를 위한 제어 시스템(250)이, 프로세서(들), PLC 제어기 또는 임의의 다른 적합한 시스템을 포함하는, 컴퓨터와 같은 적합한 시스템에 의해서 제공될 수 있다. 컴퓨터는 전형적으로 다양한 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하고, 컴퓨터에 의해서 접근될 수 있는 임의의 이용 가능 매체일 수 있다. 시스템 메모리는 리드 온리 메모리(ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM)와 같은 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리 형태의 컴퓨터 저장 매체를 포함한다. 예로서, 그리고 비제한적으로, 운영 시스템, 애플리케이션 프로그램, 다른 프로그램 모듈 및 프로그램 데이터가 제공될 수 있다. 사용자 또는 조작자는 명령 및 정보를 컴퓨터에 입력할 수 있다. 이러한 예에서, 제어 시스템(250)이 터치 스크린을 포함하여, 기계(50)의 동작을 설정 및 선택할 수 있게 하고, 이는 미숙련 조작자에 의해서 이루어질 수 있다. 기계(50)는 251에서 시작될 수 있고 252에서 자동 모드로 설정될 수 있다. 전술한 예에서 개략적으로 설명된 바와 같은 레시피 또는 미리 결정된 동작 단계가 희망하는 도관 부재의 생산과 관련하여 설정될 수 있고, 그러한 레시피는 버튼(254)에서 자동적으로 검출 및 구현될 수 있다. 이러한 방식으로, 미숙련 조작자는 생산하고자 하는 도관 부재의 유형을 위한 특정 레시피를 단순하게 가져올 수 있고, 그에 따라 숙련된 조작자의 필요성을 경감하고 제조 프로세스를 단순화한다. 수동 모드가 256에서 제공될 수 있다. 필요한 경우에 기계의 시작 위치를 리셋하기 위한, 기계 구동 리셋 버튼(258)이 제공될 수 있다. 262에서 리셋 버튼과 함께, 부품 계수기(260)가 제공될 수 있다. 표시자가 제공되어 관찰되는 시스템의 동작을 표시할 수 있고, 비상 정지 버튼(264)이 비상 상황을 위해서 제공될 수 있다. 그러나, 앞서 주목한 바와 같이, 도관 부재의 형성은 채널 내로 삽입된 공작물 단편(12)에서 자동적으로 실시되고, 조작자에 의한 추가적인 작용은 요구되지 않는다.
제어 시스템(250)은 또한, 271에서의 저압 클림핑 선택사항을 포함하여, 266에서의 상단 클램프(63), 268에서의 하단 클램프(61), 및 270에서의 클림핑 시스템과 같은, 모든 기계 기능을 제어하기 위한 접근을 제공한다. 절단 및 형성 헤드가 272에서 제어될 수 있는 한편, 터브 이동은 274에서 제어 가능하다. 터브 또는 상단 클램프의 회전 이동이 276에서 제어될 수 있다. 예를 들어 278에서 도관 부재의 고어를 형성하기 위한 연결 비드의 희망 부분을 설정하는 것, 또는 희망하는 바에 따른 임의의 다른 요구와 같은, 다른 기능이 제공될 수 있다.
구체적으로 시스템 및 방법의 특정 예와 관련하여 전술한 설명을 제공하였지만, 청구된 발명이 그에 의해서 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 예시적인 실시예가 앞서서 설명되었다. 청구된 청구 대상의 전반적인 범위로부터 벗어나지 않고도, 전술한 디바이스 및 방법이 수정 및 변경을 포함할 수 있다는 것이 당업자에게 명확할 것이다. 모든 그러한 수정 및 변경은 청구된 청구 대상의 범위 내에 포함될 것이다. 또한, "포괄한다"라는 용어가 상세한 설명 또는 청구범위에서 사용된 범위에서, 그러한 용어는, 청구항에서 전이적 단어로서 이용될 때 "포함하는"이 해석되는 것과 같은 "포함하는"이라는 용어와 유사한 방식으로 포괄적인 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 공기 핸들링 시스템에서 이용하기 위한 밀봉된 도관 부재를 형성하기 위한 장치로서, 공작물 단편을 수용하도록 구성된 적어도 하나의 작업 스테이지, 상기 작업 스테이지와 연관된 절단 조립체로서, 상기 공작물 단편을 미리 결정된 방식으로 절단하여 제1 및 제2 섹션을 형성하도록 구성되는, 절단 조립체, 미리 결정된 위치에서 상기 제1 및 제2 섹션들을 함께 재연결하기 위해서 협력하는 상기 제1 및 제2 섹션 내의 연결 비드를 형성하기 위해서, 형성 부재 및 적어도 하나의 다이 부재를 포함하는 형성 조립체, 상기 공작물 단편을 상기 절단 조립체 및 상기 형성 조립체에 대해서 이동시키는 공작물 단편 이동 및 회전 조립체로서, 상기 회전 조립체는 상기 공작물 단편 그리고 형성 후의 상기 제1 및 제2 섹션 중 적어도 하나의 회전을 가능하게 하는 공작물 단편 이동 및 회전 조립체, 그리고 상기 연결 비드가 형성된 후에, 적어도 하나의 다이 부재와 협력하여 상기 제1 및 제2 섹션 내의 연결 비드를 밀봉하는 밀봉 조립체로서, 상기 밀봉 조립체는, 적어도 하나의 다이 부재를 상기 형성된 연결 비드에 반하여 가압하여 연결 비드를 함께 클림핑하고 그 사이의 연결부를 밀봉하는 적어도 하나의 클림핑 판, 그리고 절단, 형성, 공작물 단편 이동 및 회전 조립체 및 밀봉 조립체의 동작을 제어하기 위한 제어 시스템을 포함하는, 밀봉 조립체를 포함하는, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 다이 부재가, 동작 위치와 비-동작 위치 사이에서 재배치될 수 있는 공작물 단편의 대향 측부들 상의 제1 및 제2 다이 부재를 포함하는, 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 다이 부재와 결합되도록 그리고 상기 형성된 연결 비드를 밀봉하도록, 상기 적어도 하나의 클림핑 판이 상기 공작물 단편의 축의 방향으로 적어도 하나의 다이 부재를 향해서 그리고 그로부터 멀리 이동될 수 있는, 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공작물 단편 이동 및 회전 조립체는 상기 공작물 단편 내의 절단부 아래에서 상기 공작물 단편을 고정하도록 배치되는 제1 클램프 및 상기 공작물 단편 내의 절단부 위에서 상기 공작물 단편을 고정하도록 배치되는 제2 클램프를 포함하는, 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 클램프는 상기 공작물 단편의 고정된 섹션을 다른 섹션에 대해서 회전시킬 수 있는, 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    공작물 단편에서 절단 동작이 실시되는 동안 상기 공작물 단편을 고정하기 위한 이차적인 클램프가 있는, 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 공작물 단편 상의 절단 위치 위에서 상기 이차적인 클램프가 상기 공작물 단편을 고정하는, 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 밀봉 조립체는, 상기 제1 및 제2 섹션 내의 연결 비드의 형성에 앞서서, 상기 공작물 단편을 예비-클림핑할 수 있는, 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 절단 조립체는 제1 및 제2 절단 판을 포함하고, 이격부재가 상기 제1 및 제2 절단 판의 각각과 관련하여 배치되어 상기 연결 비드의 섹션들 사이에서 그 밀봉을 위한 미리 결정된 간격을 생성하는, 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 클림핑 판이 동작되어, 상기 제1 및 제2 섹션 내의 연결 비드의 예비-클림핑, 형성 클림핑 및 연결부를 사이에서 밀봉하기 위한 최종 클림핑을 제공하는, 장치.
  11. 공기 핸들링 시스템에서 이용하기 위한 밀봉된 도관 부재를 형성하기 위한 장치로서, 터닝 헤드 및 다이 조립체를 포함하는 작업 스테이션으로서, 상기 터닝 헤드는, 상기 다이 조립체의 적어도 하나의 형성 판 및 적어도 하나의 절단 판과 교합되고, 공작물 단편을 사이에 수용하기 위한 채널을 형성하는, 적어도 하나의 형성 휠 및 적어도 하나의 절단 휠을 포함하는, 작업 스테이션, 상기 공작물 단편을 상기 터닝 헤드 및 다이 조립체에 대해서 이동시키기 위한 공작물 단편 이동 및 회전 조립체로서, 상기 이동 조립체는, 상기 공작물 단편을 제1 및 제2 섹션으로 절단하기 위해서 그리고 상기 제1 및 제2 섹션 내에서 상기 터닝 헤드 및 다이 조립체에 의해서 형성된 연결 비드에 의해서 상기 섹션들을 재연결하기 위해서, 상기 공작물 단편을 상기 터닝 헤드 및 다이 조립체에 대한 미리 결정된 위치로 이동시킬 수 있고, 상기 회전 조립체는, 형성된 후에, 상기 공작물 단편 그리고 상기 제1 및 제2 섹션 중 적어도 하나가 회전될 수 있게 하는, 공작물 단편 이동 및 회전 조립체, 그리고 상기 연결 비드가 형성된 후에 상기 제1 및 제2 섹션 내의 연결 비드를 밀봉하기 위해서 상기 적어도 하나의 형성 판과 협력하는 밀봉 조립체, 그리고 상기 터닝 헤드, 다이 조립체, 공작물 단편 이동 및 회전 조립체 그리고 밀봉 조립체의 동작을 제어하기 위한 제어 시스템을 포함하는, 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 밀봉 조립체는, 상기 적어도 하나의 다이 부재를 상기 형성된 연결 비드에 반하여 가압하여 상기 연결 비드들을 함께 클림핑하기 위해서 이동되는 적어도 하나의 클림핑 판을 포함하는, 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 클림핑 판이 상기 공작물 단편의 축의 방향으로 이동되는, 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 공작물 단편 이동 및 회전 조립체는 상기 공작물 단편 내의 절단부 아래에서 상기 공작물 단편을 고정하도록 배치되는 제1 클램프, 상기 공작물 단편 내의 절단부 위에서 상기 공작물 단편을 고정하도록 배치되는 제2 클램프, 및 절단 동작 중에 상기 공작물 단편을 고정하도록 배치되는 제3 클램프를 포함하는, 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 밀봉 조립체는, 상기 제1 및 제2 섹션 내의 연결 비드의 형성에 앞서서, 상기 공작물 단편을 예비-클림핑할 수 있는, 장치.
  16. 도관 부재를 제조하기 위한 방법으로서: a) 원통형 구성을 가지는 블랭크 공작물 단편을 제공하고 작업 스테이션 내에서 공작물 단편을 시작 위치에 배치하는 단계, b) 상기 공작물 단편을 제1의 미리 결정된 초기 위치에서 고정하기 위해서 제1 클램프를 이용하고, 상기 공작물 단편을, 제1 절단이 이루어지는 제1 위치로 이동시키는 단계, c) 상기 공작물 단편을 제1 위치에서 고정하기 위해서 제2 클램프를 이용하는 단계, d) 상기 제1 위치에서 상기 공작물 단편을 절단하여 제1 및 제2 섹션을 형성하기 위해서 절단 동작을 실시하는 단계, e) 상기 제1 섹션을 상기 제2 섹션을 향해서 미리 결정된 양으로 이동시키고 터닝 헤드를 상기 제2 섹션의 내부에 결합시키는 단계, f) 상기 제2 섹션을 시계방향으로 180도 회전시키고 상기 터닝 헤드를 결합해제시키는 단계, g) 상기 섹션들을 재연결하기 위해서 상기 제1 및 제2 섹션 각각에서 연결 비드를 형성하는 단계, h) 상기 형성된 연결 비드들을 함께 클림핑하고 상기 제2 클램프를 해제하는 단계, i) 상기 공작물 단편을 제2 절단이 이루어지는 위치로 이동시키고 상기 공작물 단편을 반시계방향으로 180도 회전시키는 단계, j) 상기 공작물 단편을 미리 결정된 위치에서 고정하기 위해서 상기 제2 클램프를 이용하는 단계, k) 상기 미리 결정된 위치에 있는 상기 공작물 단편을 절단하여 제1 및 제2 섹션을 형성하기 위해서 절단 동작을 실시하는 단계, l) 상기 제1 섹션을 상기 제2 섹션을 향해서 미리 결정된 양만큼 이동시키고 터닝 헤드를 상기 제2 섹션의 내부에 결합시키는 단계; m) 상기 제2 섹션을 시계방향으로 180도 회전시키고 상기 터닝 헤드를 결합해제시키는 단계, n) 상기 섹션들을 재연결하기 위해서 상기 제1 및 제2 섹션의 각각에서 연결 비드를 형성하는 단계, o) 상기 형성된 연결 비드들을 함께 클림핑하고 상기 제2 클램프를 해제하는 단계, 및 p) 상기 공작물 단편을 시계방향으로 180도 회전시키고 상기 단계 c) 내지 h)를 반복하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 단계 p) 후에, q) 상기 공작물 단편을 제4 절단이 이루어지는 위치로 이동시키고 상기 공작물 단편을 반시계방향으로 180도 회전시키는 단계, r) 상기 공작물 단편을 미리 결정된 위치에서 고정하기 위해서 상기 제2 클램프를 이용하는 단계, s) 제1 및 제2 섹션을 형성하기 위해서 상기 위치에서 상기 공작물 단편을 절단하기 위해 절단 동작을 실시하는 단계, t) 상기 제1 섹션을 상기 제2 섹션을 향해서 미리 결정된 양만큼 이동시키고 터닝 헤드를 상기 제2 섹션의 내부에 결합시키는 단계, u) 상기 제2 섹션을 시계방향으로 180도 회전시키고 상기 터닝 헤드를 결합해제시키는 단계, v) 상기 섹션들을 재연결하기 위해서 상기 제1 및 제2 섹션의 각각의 내에 연결 비드를 형성하는 단계, 및 w) 상기 형성된 연결 비드들을 함께 클림핑하고 상기 제2 클램프를 해제하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    제1 절단이 이루어지는 위치에서 상기 공작물 단편을 시계방향으로 180도 회전시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 섹션 내의 상기 연결 비드의 형성에 앞서서, 상기 섹션들이 밀봉 조립체를 이용하여 미리-클림핑되는, 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    제어 시스템이 미리 결정된 도관 부재의 제조를 위한 복수의 레시피를 포함하고, 조작자가 레시피를 선택하고 블랭크 공작물 단편 상에서 장치의 동작을 시작하여, 추가적인 개입이 없이, 미리 결정된 도관 부재를 자동적으로 생산하는, 방법.
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