KR101906088B1 - 금속 파이프의 압출 방법, 금속 파이프들을 가압하기 위한 맨드릴, 금속 파이프 압출기 및 압출된 금속 파이프 - Google Patents

Abstract

서로 다른 반경 방향 엠보싱(embossing)을 가지고 축 방향으로 오프셋 배열된 두 개의 가압 표면(63,64)들을 포함하고 상기 두 개의 가압 표면(63,64)들사이에서 전이 영역(66)을 포함하는 금속 파이프의 압출을 위한 맨드릴(6)이 상기 전이 영역(66)에서 지지 표면(62)을 가지면, 두 개의 가압 표면들 중 제1 가압표면(63)이 다이와 상호작용하는 제1 가압 위치로부터 제2 가압 표면(64)이 다이와 상호작용하는 제2 가압 위치까지 맨드릴(6)의 변화(shifting)에 기인한 부정적 효과가 최소화될 수 있다.

Description

금속 파이프의 압출 방법, 금속 파이프들을 가압하기 위한 맨드릴, 금속 파이프 압출기 및 압출된 금속 파이프{DIRECT OR INDIRECT METAL PIPE EXTRUSION PROCESS, MANDREL FOR EXTRUDING METAL PIPES, METAL PIPE EXTRUDER AND EXTRUDED METAL PIPE}

본 발명은, 금속 파이프를 형성하기 위해 금속 블록이 맨드릴을 이용하여 다이를 통해 가압되고, 상기 맨드릴은 서로 다른 반경을 가지며 축 방향으로 오프셋되어 배열된 두 개의 가압 표면들을 가지며 상기 다이에 대해 축 방향으로 두 개의 가압 위치들에 선택적으로 배열되어 상기 두 개의 가압 위치들 중 제1 가압위치에서 두 개의 가압 표면들 중 제1 표면이 금속 블록으로부터 금속 파이프로 가압되는 공작물에 작용하고 금속파이프를 형성하며 상기 두 개의 가압 표면들 중 제2 가압위치에서 상기 두 개의 가압 표면들 중 제2 표면이 공작물에 작용하는 직접 또는 간접 금속 파이프 압출 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 서로 다른 반경을 가지며 축 방향으로 오프셋 배열된 두 개의 가압 표면들을 가지고 상기 두 개의 가압 표면들사이에서 전이 영역을 가지는 금속 파이프의 가압을 위한 맨드릴에 관한 것이다. 동일하게, 본 발명은 맨드릴을 가지고 다이를 가지며 블록 마운트를 가진 금속 파이프 압출기에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 서로 다른 두 개의 벽 두께들 및 상기 벽 두께들사이에 위치한 전이 영역을 가지고 상기 전이 영역에 수축부가 형성되며 알루미늄으로 제조되는 것이 선호되는 압출된 금속 파이프에 관한 것이다.

종래기술에 공지된 상기 직접 또는 간접 금속 파이프 압출 방법에 의해 압축된 금속 파이프의 내경은 서로 다른 반경을 가지며 축 방향으로 오프셋 되도록 배열된 두 개의 가압 표면들을 가진 맨드릴에 의해 각 경우 가압 표면들과 짝을 이루며 변화될 수 있고, 상기 맨드릴은 선택적으로 축 방향으로 이동하며, 작용표면들로서 상기 가압 표면들은 상기 다이와 상호 작동(interplay)하며 관련 간격을 형성하고, 이에 따라 상기 간격이 변화될 수 있고 상기 간격을 통해 공작물이 압축되고 공작물을 성형한다. 상기 맨드릴의 축 방향 변위에 의해 선택적으로 두 개의 가압 표면들 중 제1 가압표면 또는 두 개의 가압표면들 중 제2 가압표면이 상기 다이와 상호작용하여 공작물이 원하는 대로 변화될 수 있다. 금속 파이프 압출기의 상기 구조 또는 상기 방법에 있어서 내경의 변화에 의해 벽 두께는 당연히 변화하고, 두 개의 벽 두께들 사이의 전이 영역에서 상기 압출된 금속 파이프들의 반경 방향 외측에 수축부가 형성된다.

서로 다른 벽 두께를 가진 상기 금속 파이프가 예를 들어, 드릴링 파이핑(drill piping)으로 알려져 있지만 다른 용도 예를 들어, 주택용으로 이용될 수 있다. 이와 관련하여, 알루미늄 파이프 또는 알루미늄 또는 압출될 수 있는 유사한 금속으로 형성된 파이프들이 특히 중요하다.

본 발명의 목적은, 직접 또는 간접 금속 파이프 압출 방법, 금속 파이프들을 가압하기 위한 맨드릴, 금속 파이프 압출기 및 수축부의 부정적인 영향이 최소화되는 압출된 금속 파이프를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 제1항의 특징을 가진 직접 또는 간접 금속 파이프 압출 방법, 제4항의 특징을 가진 금속 파이프를 가압하기 위한 맨드릴, 제12항의 특징을 가진 금속 파이프 압출기(extruder) 및 제33항 내지 제38항의 특징을 가진 압출된 금속 파이프가 제안된다.

다른 유리한 실시예들이 종속항들에 제공된다.

이와 관련하여, 금속 파이프를 형성하기 위해 금속 블록이 맨드릴을 이용하여 다이를 통해 가압되고, 상기 맨드릴은 서로 다른 반경을 가지며 축 방향으로 오프셋되어 배열된 두 개의 가압 표면들을 가지며 상기 다이에 대해 축 방향으로 두 개의 가압 위치들에 선택적으로 배열되어 상기 두 개의 가압 위치들 중 제1 가압위치에서 두 개의 가압 표면들 중 제1 표면이 금속 블록으로부터 금속 파이프로 가압되는 공작물에 작용하고 금속파이프를 형성하며 상기 두 개의 가압 표면들 중 제2 가압위치에서 상기 두 개의 가압 표면들 중 제2 표면이 공작물에 작용하는 직접 또는 간접 금속 파이프 압출 방법의 특징에 의하면, 상기 금속 파이프 압출 방법은 상기 맨드릴이 상기 제1 가압 위치로부터 제2 가압위치까지 상기 다이에 대해 위치할 때, 상기 공작물은 상기 다이의 축 방향 높이에서 맨드릴 측부상에 지지된다.

상기 맨드릴 측부에 형성되는 지지작용에 의해, 상기 수축부의 깊이뿐만 아니라 길이도 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 수축부의 깊이가 감소되어 상기 수축부의 영향이 감소된다. 유사하게 상기 수축부의 길이는 지지작용에 의해 증가될 수 있어서, 금속 파이프 외측에서 형성될 수 있는 안내 부정확도(guidance inaccuracies) 또는 상기 금속 파이프 내부에서 피크 하중(peak load)의 발생은 감소될 수 있다.

따라서, 서로 다른 두 개의 벽 두께들 및 상기 벽 두께들사이에 위치한 전이 영역을 가지고 상기 전이 영역에 수축부가 형성된 압출된 금속 파이프의 특징에 의하면, 상기 수축부는 상기 두 개의 벽 두께들의 차이보다 작은 깊이를 가진다. 상기 차이가 가지는 편차는 적어도 10%이다. 그러나 적합한 방법이 제공되면 상기 편차는 15% 이상일 수 있다. 상기 방법에 의해 제공되는 지지기능에 의해 우선 상기 수축부의 깊이를 원하는 대로 감소시킬 수 있다.

유사하게, 상기 지지작용에 의해 서로 다른 두 개의 벽 두께들 및 상기 벽 두께들사이에 위치한 전이 영역을 가지고 상기 전이 영역에 수축부가 형성된 압출된 금속 파이프를 제공하기 위해, 상기 수축부는 상기 두 개의 벽 두께들의 차이보다 큰 길이를 가지고, 상기 두 개의 벽 두께들의 차이가 가지는 편차는 적어도 10%에 도달할 수 있다. 그러나 구체적인 방법에 따르면, 상기 차이가 가지는 편차는 100%에 도달할 수 있다. 유사하게, 적합한 방법에 의하면, 상기 수축부의 길이는 상대적으로 더 작은 벽 두께보다 더 길거나 심지어 상대적으로 더 큰 벽 두께보다 더 길도록 선택될 수 있다. 이와 관련하여, 두 개의 벽 두께들사이에서 너무 긴 전이 영역이 형성되면, 결과적으로 금속 파이프가 제조되는 동안 재료소비는 이에 따라 증가되는 것으로 기록되고 따라서 바람직하지 못한 결과를 만들게 되므로 당연히 상측 한계가 제공되어야 한다.

상기 구조적 변화에 맞춰서 상기 수축부의 벽 두께가 변화한다. 따라서 우선 상기 방법에 의해 상기 수축부 영역에서 벽두께를 원하는 대로 변화시킬 수 있다. 이와 관련하여, 서로 다른 두 개의 벽 두께들 및 상기 벽 두께들사이에 위치한 전이 영역을 가지고 상기 전이 영역에 수축부가 형성된 압출된 금속 파이프의 특징에 의하면, 상기 수축부의 영역에서 벽 두께는 상기 두 개의 벽 두께들 중 더 작은 벽 두께보다 크다. 적합한 방법에 있어서, 상기 수축부의 영역내에서 벽 두께는 상기 두 개의 벽 두께들 중 더 작은 벽두께보다 상기 두 개의 벽 두께들의 차이의 적어도 10%만큼, 선호적으로 두 개의 벽 두께들의 차이의 20%만큼 더 크도록 금속 파이프가 구성될 수 있다.

상기 방법의 구체적인 실시에 의하면, 상기 공작물이 상기 맨드릴에 대해 자유표면을 형성한 후에만 상기 다이의 높이에서 상기 공작물의 지지작용이 발생된다. 상기 공작물 또는 금속 블록이 계속해서 가압된 상태에 있더라도 상기 맨드릴이 축 방향으로 오프셋 배열되고 상기 제1 가압 위치로부터 제2 가압 위치에 배열될 때 상기 자유표면이 형성된다. 이것은 공작물이 공작물을 성형하기 위해 소성화되고 다이와 맨드릴사이에서 압축된다는 사실에 기인한다. 그러므로 상기 공작물이 성형될 수 있고 상기 맨드릴과 다이사이에 제공되는 변경 체적에 적응할 수 있더라도, 상기 적응은 소성화된 재료의 상당한 점성 때문에 즉시 발생되지 못하고 맨드릴이 이동하는 속도에 적응하지 못한다. 이와 관련하여, 맨드릴을 상기 제1 가압 위치로부터 상기 제2 가압 위치까지 이동하여 형성되는 공간이 상기 소성화된 영역을 가진 공작물에 의해 다시 충진될 때까지 상당한 시간이 경과한다. 상기 공작물이 상기 맨드릴에 대해 자유표면을 형성한 후에만 지지작용이 발생되기 때문에, 공작물은 우선 지지작용이 발생되기 전에 상기 자유공간 속으로 유동하는 공정을 개시하여 필요한 재료이동을 가능한 신속하게 계속적으로 개시하고 서로 다른 벽 두께들사이의 전이영역을 최소값으로 유지할 수 있다.

일단 상기 자유표면이 상기 맨드릴을 향해 이동하면 상기 지지작용이 발생되는 것이 선호된다. 상기 방법에 있어서, 맨드릴을 위치설정하여 형성되는 자유 공간은 재료로 가능한 신속하게 충진되도록 상기 금속 블록 속으로 해당 소성화 변위(plastic displacement)가 발생된다. 따라서 상기 금속 파이프의 두 개의 벽 두께들사이의 전이 영역은 최소값으로 유지된다.

서로 다른 반경을 가지며 축 방향으로 오프셋 배열된 두 개의 가압 표면들을 가지고 상기 두 개의 가압 표면들사이에서 전이 영역을 가지는 금속 파이프의 가압을 위한 맨드릴의 특징에 의하면, 상기 맨드릴은 상기 전이영역 내에서 지지 표면을 가진다.

이와 관련하여 앞서 설명한 것과 같이, "가압표면"들은 상기 다이와 상호작용하며 압축과정 동안 맨드릴과 다이사이에서 간격을 형성하는 표면들을 의미하며 공작물을 성형하기 위해 공작물에 작용한다. 맨드릴의 다른 표면들은, 상기 재료와 전혀 접촉하지 않고, 상기 재료가 해당 표면을 지나 단지 흘러가기 때문에 성형 과정에 주목할만한 영향을 주지 못한다.

전이 영역의 지지 표면에 의해, 상기 다이에 대하여 맨드릴은 제1 가압 위치로부터 제2 가압 위치로 이동하는 동안 다이의 축 방향 높이에서 공작물을 맨드릴 측부에 간단하게 지지할 수 있다.

상기 지지 표면은 축 방향 지지길이에 걸쳐 일정한 단면을 가져서, 상기 다이와 맨드릴사이의 자유공간 속으로 재료가 유동할 때 상기 재료가 지지되는 것이 선호된다. 이와 관련하여, 맨드릴은 필수적으로 원통 형상을 가지기 때문에, 상기 압축된 금속 파이프는 일반적으로 원형 단면(round cross section)을 가진다. 이것은 지지 표면 및 가압 표면에도 적용된다. 다른 한편, 상기 원형 단면이 반드시 필수적인 것은 아니지만, 상기 맨드릴의 축 방향 길이 연장 영역에서 가압 표면들은 상기 맨드릴 축과 평행한 방향을 가져서 가압 평면들은 일반적으로 상기 맨드릴 축과 평행한 방향을 가지고 반경 방향의 변화는 맨드릴 축에 대해 수직으로만 발생되며 원통 좌표계에서 상기 맨드릴 축에 대해 수직인 각만큼 기울어진 평면이 상기 맨드릴 축을 통해 배열된다.

과도하게 큰 지지 길이가 불리한 유동을 야기할 수 있기 때문에, 맨드릴이 최종 배열될 때, 상기 지지 길이는 두 개의 가압 표면들사이의 축 방향 거리의 80%이상인 것이 유리할 수 있다. 특히 상기 지지 길이는 두 개의 가압 표면들사이의 축 방향 거리의 60% 또는 50%보다 작도록 선택될 수 있다. 필요한 경우에, 특히 서로 다른 단면들을 가진 다수의 지지 표면들이 이용되면 개별 지지 표면들의 지지 길이는 심지어 더 작게 선택될 수 있다. 또한, 두 개의 지지 길이는 두 개의 가압 표면들사이에서 축 방향 거리의 2% 이상인 것이 선호된다. 상기 지지 길이는 두 개의 가압 표면들사이의 축 방향 거리의 5% 또는 10%이상인 것이 선호된다. 이렇게 하여 충분한 지지 기능이 보장될 수 있다.

일반적으로, 맨드릴 풋(mandrel foot)으로부터 맨드릴 팁(tip)까지 맨드릴 축을 통해 형성되는 맨드릴의 단면은 단조롭게 좁아지고 즉, 맨드릴 풋의 영역에서 고정 장치를 제외하면 맨드릴의 반경은 확대되지 않는다. 이러한 구성은 오직 에너지 관련이유들 때문에 실용적이다. 이와 관련하여, 두 개의 가압 표면들 중 제1 가압표면이 맨드릴 팁으로부터 더욱 멀리 떨어져 위치하고 두 개의 가압 표면들 중 제2 가압표면보다 맨드릴 축으로부터 더 큰 거리를 가지도록 배열되는 것이 유리하다.

상기 두 개의 가압 표면들이 가지는 서로 다른 반경들은, 맨드릴 축을 통과하는 단면과 일치하며 맨드릴 축 주위에서 특정 각을 형성하고, 상기 단면은 상기 각도에서 정밀하게 배열되며, 상기 맨드릴 축에 대해 상기 두 개의 가압 표면들이 가지는 해당 반경 차이를 형성한다. 상기 맨드릴 축 주위에서 동일한 각도를 향하는 지지 표면의 반경은 상기 맨드릴 축 주위에서 동일한 각도를 향하는 또 다른 지지 표면의 반경 또는 두 개의 반경들 중에서 더 큰 반경보다 반경 차이의 5%보다 더 큰 값만큼 작다. 이렇게 하여, 공작물의 재료를 파단(breaking out)하기에 충분히 큰 공간이 신뢰성있게 형성될 수 있다. 특히 상기 공간은 공작물이 단지 상기 영역으로 탄성 팽창(elastic expansion)하여 보상될 수 없는 것이 확실해진다. 상기 맨드릴 축 주위에서 동일한 각도를 향하는 지지 표면의 반경은 상기 맨드릴 축 주위에서 동일한 각도를 향하는 또 다른 지지 표면의 반경 또는 두 개의 반경들 중에서 더 큰 반경보다 반경 차이의 70%보다 더 작은 값만큼 작은 것이 선호된다. 이렇게 하여, 지지표면이 자유표면으로부터 너무 멀리 떨어지지 않고 충분히 신속하게 지지되지 못하는 과량의 재료가 상기 자유공간 속으로 유동하는 것이 보장될 수 있다. 선호되는 실시예들에서, 지지 표면은 반경 차이의 7% 또는 10%보다 큰 값만큼 더 작을 수 있다. 유사하게, 지지 표면의 반경은 반경 차이의 55% 또는 50%보다 작은 값만큼 더 작도록 구성될 수 있다.

필요한 경우, 여러 개의 지지 표면들이 제공되어, 구체적인 방법에 따라 서로 다른 두 개의 벽 두께들 및 상기 벽 두께들사이에 위치한 전이 영역을 가지고 상기 전이 영역에 수축부가 형성된 압출된 금속 파이프가, 적어도 두 개의 수축부들을 가진다. 두 개의 수축부들을 가진 상기 구조는 일부 환경에서, 맨드릴이 단일 단계를 통해 제1 가압 위치로부터 제2 가압 위치로 배열되는 것이 아니라 상기 위치배열이 다수의 단계들을 통해 발생되는 경우에, 단지 한 개의 지지 표면을 가지며 형성될 수 있다. 필요한 경우, 상기 지지 표면은 상기 목적을 위해 원추형상으로 형성되거나 맨드릴 축 주위에서 일정 각도로 좁아질 수도 있다. 다수의 지지표면들을 가지는 경우에, 상기 구조와 수축부의 갯수는 단계별 위치배열에 의해 원하는 대로 변화될 수 있다.

본 발명이 적합하게 실시되는 경우에 상기 적어도 두 개의 수축부들을 통해 수축부는 각 경우에 상대적으로 작게 구성되고 다시 말해 수축부의 효과와 관련하여 최소화되며, 그 결과 불리한 효과들이 점증적으로 감소된다.

본 발명은, 알루미늄 또는 알루미늄 파이프에 특히 적합하고 다른 압출가능한 금속 또는 금속 파이프들에 적합하다. 특히, 본 발명은, 상기 재료들로 구성된 드릴 파이핑(drill piping) 또는 상기 재료들로 구성된 다른 용도의 해당 관형 구조체들에서도 적합하다.

청구범위 및 상기 본 발명의 특징들은 필요한 경우에 장점들을 점증적으로 제공할 수 있도록 조합될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징, 장점 및 목적들이 첨부된 도면에 도시된 예시적인 실시예들에 관한 하기 설명에 의해 이해된다.

도 1은 제1 가압 위치에 배열된 맨드릴을 가진 직접 금속 파이프 압출기를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는, 맨드릴이 제2 가압 위치에 배열된 도 1의 장치를 도시한 도면.
도 3은, 제2 가압 위치에 배열된 맨드릴을 가진 도 1 및 도 2의 장치를 도시한 도면.
도 4는, 제1 가압 위치에 배열된 맨드릴을 가지고 도 1 내지 도 3의 금속파이프 압출기와 유사한 간접 금속 파이프 압출기를 도시한 도면.
도 5는, 도 1 내지 도 4에 도시된 맨드릴의 맨드릴 팁을 상세하게 도시한 도면.

두 개의 금속 파이프 압출기(extruder)(10,20)들은 각각 블록 마운트(block mount)(1), 다이(die )(2), 상기 블록 마운트(1)에 대해 변위를 형성할 수 있는 가압 펀치(pressing punch)(3) 및 맨드릴(mandrel)(6)을 가지고, 상기 맨드릴은 상기 다이(2)와 함께 간격(gap)을 형성하며, 상기 다이를 통해 공작물은 금속 블록(5)으로부터 금속 파이프(9)로 압축된다. 각각의 압축과정에서 상기 블록 마운트(1)는 상기 가압 펀치(3)에 대해 이동하여 이에 따라 상기 블록 마운트(1)내부의 공간이 감소되고 블록 마운트에 위치한 금속 블록(5)은 다이(2)와 맨드릴(6)사이에 형성된 간격을 통해 압축된다.

상기 목적을 위하여, 도 1 내지 도 3에 도시된 직접 금속 파이프 압출기(10)는 가압 방향(P)을 따라 상기 블록 마운트(1)의 전방에 배열된 가압 펀치(3)를 가지고, 상기 가압 펀치는 공지된 방법에 따라 가압 디스크(pressing disk)(4)를 상기 가압 방향(P)을 따라 상기 블록 마운트(1)속으로 구동하여 상기 블록 마운트(1)내부에 존재하는 공간은 이에 따라 감소된다. 이와 관련하여, 상기 블록 마운트(1)에 다이 홀더(die holder)(7)가 제공되고, 상기 블록 마운트(1)에 대하여 상기 다이(2)는 상기 다이 홀더에 국소적으로 고정된 상태로 고정된다. 상기 가압 펀치(3)가 상기 가압 방향(P)을 따라 이동하면, 공작물은 상기 간격을 통해 가압되어 금속 파이프(9)를 형성하고 상기 가압 방향(P)으로 간격을 남긴다.

도 4에 도시된 간접 금속 파이프 압출기(20)는, 상기 가압 방향(P)을 따라 상기 블록 마운트(1)의 후방에 배열된 가압 펀치(pressing punch)(3)를 포함하고, 상기 가압 펀치는 가압을 위해 상기 가압방향(P)과 반대로 이동하고 다이(2)를 운반하며, 상기 블록 마운트(1)는 상기 가압 펀치(3)로부터 멀어지는 방향을 향하는 블록 마운트의 단부에서 밀폐 피스(closure piece)(8)를 가지고, 상기 밀폐 피스는 상기 가압 방향(P)과 반대로 상기 블록 마운트를 밀폐한다. 상기 가압 펀치(3)가 상기 가압방향(P)과 반대로 이동하면, 상기 가압펀치는 맨드릴(6)에 의해 상기 밀폐 피스(8)를 향하는 방향으로 상기 다이(2)를 가압하여, 상기 다이(2)는 상기 블록 마운트(1)에 대해 이동하고 즉, 상기 직접 금속 파이프 압출기(10)와 대조적으로 상기 블록 마운트(1)에 대해 제 위치에 고정된 상태로 유지되지 않는다. 상기 실시예에서, 상기 맨드릴(6)은 상기 가압 펀치(3) 또는 다이(2)와 함께 상기 블록 마운트(1)에 대해 이동한다.

상기 블록 마운트(1)와 가압 펀치(3)사이에 상대운동이 다른 방법으로 형성될 수 있고 예를 들어, 상기 블록 마운트(1)는 정지된 상태로 고정되고 상기 가압 펀치(3)가 이동하거나 상기 가압 펀치(3)가 정지된 상태로 고정되고 상기 블록 마운트(1)가 이동할 수 있다. 유사하게 가압 작용을 위해 상기 블록 마운트(1)와 가압 펀치(3)사이에 형성되는 상대운동이 유지되는 한 모듈들을 이동시킬 수 있다.

예시된 실시예들에서, 상기 맨드릴은 맨드릴 축(68)에 대해 대칭 회전하도록 구성되지만 이러한 구성이 모든 실시예들에 절대적으로 필요한 것은 아니다.

특히, 도 5에 도시된 것처럼, 상기 맨드릴(6)은 맨드릴 팁(mandrel tip)(61)을 향해 좁아지고, 제1 가압 표면(63) 및 제2 가압 표면(64)을 가지며, 제1 가압 표면 및 제2 가압 표면은 상기 표면들이 공작물의 재료에 대해 직접 다이(2)와 함께 작용하며 금속 파이프를 형성하는 위치로 이동할 수 있고, 상기 제1 가압 표면 및 제2 가압 표면은 맨드릴(6)의 축 방향 변위에 의해 상기 금속 파이프(9)를 형성할 수 있다.

상기 제1 가압 표면(63) 및 제2 가압 표면(64)사이에 전이 영역(66)이 배열되고, 상기 실시예에서 맨드릴 축(68) 주위에서 원통 형상으로 형성된 지지 표면(62)이 상기 전이 영역내에 제공된다.

축 방향을 향해, 상기 제1 가압 표면(63)은 길이(71)를 가지고 상기 제2 가압표면(64)은 길이(72)를 가진다. 상기 두 개의 가압 표면(63,64)들사이에 거리(73)가 형성될 수 있고, 상기 거리에 의해 상기 전이 영역(66)이 정의된다.

상기 맨드릴(6) 막대는 공지된 방법에 의해 맨드릴 풋(mandrel foot)(67)에서 제위치에 고정되고 맨드릴 풋에 의해 이동할 수 있다. 특히, 맨드릴 막대는 도 1 내지 도 3에서 예로서 도시된 것처럼, 상기 제1 가압 표면(63)이 상기 다이(2)와 상호작용하는 제1 가압 위치로부터 상기 제2 가압 표면(64)이 다이(2)와 상호작용하는 제2 위치로 이동하여 위치할 수 있다.

상기 위치설정에 의해, 두 개의 가압 표면(63,64)들이 가지는 서로 다른 단면에 따라 벽 두께가 변화될 수 있고, 결국 서로 다른 벽두께를 가지고 가압 표면들사이에 제공된 전이 영역이 형성될 수 있다. 이와 관련하여, 상기 전이 영역내에 형성된 수축부(E)는 맨드릴이 위치설정되는 동안 적합한 지지에 의해 최소화될 수 있고 심지어 경우에 따라 완전히 제거될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 금속 파이프(9)와 같은 알루미늄 파이프들에 관한 것이고, 다른 금속들이 파이프를 성형하기 위해 가압될 수 있는 다른 금속들이 경우에 따라 압출 방법들에 의해 선택적으로 이용될 수도 있다.

1.....블록 마운트,
2.....다이,
3.....가압 펀치,
4.....가압 디스크,
5.....금속 블록,
6.....맨드릴,
7.....다이 홀더,
8.....밀폐 피스,
9.....금속 파이프,
10.....직접 금속 파이프 압출기,
20.....간접 금속 파이프 압출기,
61.....맨드릴 팁,
62.....지지 표면,
63.....제1 가압 표면,
64.....제2 가압 표면,
65.....지지 길이,
66.....전이 영역,
67.....맨드릴 풋,
68.....맨드릴 축,
71.....제1 가압 표면의 길이,
72.....제2 가압 표면의 길이,
73.....가압 표면들사이의 거리,
E.....수축부,
P.....가압 방향.

Claims (23)

1. 금속 파이프의 압출 방법으로서, 금속 파이프(9)를 성형하기 위해 금속 블록(5)이 맨드릴(6)을 이용하여 다이(2)를 통해 가압되고, 상기 맨드릴(6)은 서로 다른 반경들을 가지며 축 방향으로 오프셋되어 배열된 두 개의 가압 표면(63,64)들을 포함하고 상기 다이에 대해 축 방향으로 두 개의 가압 위치들에 선택적으로 배열되어 상기 두 개의 가압 위치들 중 제1 위치에서 두 개의 가압 표면(63,64)들 중 제1 표면이 금속 블록(5)으로부터 금속 파이프(9)로 가압되는 공작물에 작용하고 금속파이프를 형성하며 상기 두 개의 가압 표면들 중 제2 위치에서 상기 두 개의 가압 표면(63,64)들 중 제2 표면이 공작물에 작용하는 금속 파이프의 압출 방법에 있어서,
   상기 맨드릴(6)이 상기 다이(2)에 대해 상기 제1 가압 위치로부터 제2 가압위치로 배열될 때 상기 공작물은 상기 다이(2)의 축 방향 높이에서 맨드릴 측부상에 지지되고,
   상기 공작물이 상기 맨드릴(6)에 대해 자유표면을 형성한 후에 상기 공작물이 맨드릴 측부상에 지지되며,
   상기 공작물이 맨드릴 측부상에 지지되기 전에 공작물은 상기 다이(2)와 맨드릴(6)사이에서 자유 공간속으로 유입되는 과정이 개시되는 것을 특징으로 하는 금속 파이프의 압출 방법.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 자유표면이 상기 맨드릴(6)을 향해 이동할 때에 상기 공작물이 맨드릴 측부상에 지지되는 것을 특징으로 하는 금속 파이프의 압출 방법.
   
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18. 제1항에 있어서, 상기 금속 파이프(9)는 서로 다른 두 개의 벽 두께들 및 상기 벽 두께들사이에 위치한 전이 영역을 가지고 상기 전이 영역에 수축부(E)가 형성되며,
    적어도 두 개의 수축부(E)들을 가지는 것을 특징으로 하는 금속 파이프의 압출 방법.
    
19. 제1항에 있어서, 상기 금속 파이프(9)는 서로 다른 두 개의 벽 두께들 및 상기 벽 두께들사이에 위치한 전이 영역을 가지고 상기 전이 영역에 수축부(E)가 형성되며,
    상기 수축부(E)의 영역에서 벽 두께는 상기 두 개의 벽 두께들 중 더 작은 벽 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 금속 파이프의 압출 방법.
    
20. 제19항에 있어서, 상기 수축부(E)의 영역내에서 벽 두께는 상기 두 개의 벽두께들 중 더 작은 벽 두께보다 두 개의 벽 두께들의 차이의 적어도 10% 더 크지만 상기 두 개의 벽두께들 중 더 큰 벽 두께보다 작거나 동일한 것을 특징으로 하는 금속 파이프의 압출 방법.
    
21. 제1항에 있어서, 상기 금속 파이프(9)는 서로 다른 두 개의 벽 두께들 및 상기 벽 두께들사이에 위치한 전이 영역을 가지고 상기 전이 영역에 수축부(E)가 형성되며,
    상기 수축부(E)는 상기 두 개의 벽두께들의 차이보다 작은 깊이를 가지는 것을 특징으로 하는 금속 파이프의 압출 방법.
    
22. 제1항에 있어서, 상기 금속 파이프(9)는 서로 다른 두 개의 벽 두께들 및 상기 벽 두께들사이에 위치한 전이 영역을 가지고 상기 전이 영역에 수축부(E)가 형성되며,
    상기 수축부(E)는 상기 두 개의 벽두께들의 차이보다 큰 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 금속 파이프의 압출 방법.
    
23. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 두 개의 벽 두께들의 차이가 가지는 편차는 적어도 10%인 것을 특징으로 하는 금속 파이프의 압출 방법.

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