KR0139770B1 - 유성형 공급기 헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 용접선공급축을 한정하며 상기 축에 대한 고속회전에 적합한 연장 공동체와 상기 공급축에 대한 공동체와 함께 회전할 수 있도록 공동체와 결합된 유선형 롤러쌍을 포함하고, 상호 경사진 각 방향에서 공동축에 대하여 설치된 용접선을 공급하기 위한 유니버셜 유성형 공급기에 관한 것이다. 유성형 롤러는 공급축에 대하여 서로 간격진 원주 주변공급면을 한정하며 미리 선택된 라인의 접촉을 따라 용접선과 동시에 결합되는 형상이다. 각 공급면은 편심각에 의해 공급축으로부터 엇갈리는 평면에 의해 직각으로 교차된다. 각 롤러는 롤러와 공급축간의 편심각을 조절할 수 있도록 공급축과 수직으로 축에 대해 회전하는 바, 그에 의해 직경 크기가 다른 용접선으로부터 선택된 용접선의 외부 형상과 일치하는 공급축에 평행하도록 롤러 공급면의 프로파일을 선택한다. 상기 배열은 롤러 표면과 선택된 용접선간의 최대접촉 라인을 제공한다. 롤러쌍은 롤러 공급표면과 용접선간의 접촉 라인을 따라 용접선에 수직력을 인가하기위해 공급축에 방사상 방향으로 동시에 압력을 가한다. 공동체와 롤러가 공급축에 대해 회전할 때 상기 롤러는 접촉라인을 따라 일반적인 접선력을 용접선에 인가하는바, 그에 의해 공급축을 따라 용접선을 공급한다.

Description

유성형 공급기 헤드

제 1a도는 두 작동방향을 나타내기 위해 분할 도시한 본 발명에 따른 유니버셜 유성형 공급기 헤드의 측면도이며;

제 1b도는 제 1도의 B 방향에서 본 헤드의 평면도이며;

제 2a도는 본 발명에 따른 유니버셜 유성형 공급기 헤드를 부분 절단한 평면도이며;

제 2b도는 롤러의 각각의 각도를 조정하는 장치를 도시하기 위하여 제 2a도를 B-B 선을 따라 절단한 유성형 공급기 헤드의 단면도이며;

제 3도는 제 2a도 및 제 2b도에 도시된 공급기 헤드를 부분 절단한 측면도이며;

제 4a도 및 제 4b도는 본 발명에 따라 구성된 조정가능 힘 전달 원추체에 대한 정면도 및 측면도이며;

제 5도는 본 발명에 따른 공급기 롤러의 원주변 면과 여러종류의 크기를 갖는 용접봉 사이의 접촉라인에 대한 여러 선택방향을 도시하며;

제6a도 및 제 6b도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제 1a도 및 제 1b도에 대한 공급기 헤드의 전체 몸체의 측면도 및 평면도이며;

제 7a도 및 제 7b도는 본 발명의 또다른 실시예인, 제 6a도 및 제 6b도에 도시된 것과 유사한 몸체의 측면도 및 평면도이며;

제 8a도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성되고 작동하는 일체형 복동식 유성형 공급기의 단면도이며;

제 8b도는 제 8a도의 공급기에 의해 공급되는 동안 용접봉에 부여되는 수직한 힘 및 비틀림력을 도시하며;

제 9도, 제 10도 및 제 11도는 각각의 헤드 유니트가 분리된 구동벨트에 의해 구동되는 것을 제외하면 제 8a도의 공급기와 유사한 이중작동식 공급기를 도시하며;

제 12도는 제 9도 및 제 11도의 공급기에 대한 작동관계를 도시하며;

제 13도는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 이중작동식 공급기의 단면도이며;

제 14a도는 제 13도의 공급기의 정면도이며;

제 14b도 및 제 14c도는 각각 제 13도의 B-B선 및 C-C선의 방향에서 취한 제 13도 공급기의 측면도이며;

제 15a도는 치형 벨트, 공회전 기어(idler) 및 치형 기어가 형성된 전송장치를 갖는 복동식 공급기의 측면도이며;

제 15b도 및 제 15c도는 각각 B-B선 및 C-C선 방향에서 본, 제 15a도의 공급기의 우측 및 좌측 구동조립체의 측면도이며;

제16a도 내지 제 16c도는 기어 및 공회전 기어만을 포함하는 것을 제외하면 제 15a도 내지 제 15c도의 것과 유사한 전송장치를 갖는 이중작동식 공급기의 측면도이며;

제 17a-17c도는 본 발명의 선택적 실시예에 따른 바깥방향으로 접한 복동식 유성형 공급기의 정면도 및 부분 측면도이며;

제 18a, 제 18b, 제 19도 및 제 20도는 여러 구조의 단독 구동벨트를 이용하는 다수의 복동식 벨트 구동 공급기를 도시하며;

제 21도는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 차동 전송장치를 이용하는 복동식 유성형 공급기의 측면도이며;

제 22도는 공회전 기어를 이용하는 차동 전송장치를 갖는 것을 제외하면 제 21도의 것과 유사한 공급기를 도시하는 측면도이며;

제 23a도 및 제 23b도는 실제로 제 11도처럼 구성된 한쌍의 복동식 압박형 공급기를 이용하는 용접장치의 측면도이며;

제 24도는 제 11도에 도시된 복동식 공급기의 변형된 형태를 이용하는 용접건의 측면도이며;

제 25도는 제 21도에 도시된 작동기와 거의 유사한 복동식 공급기를 이용하는 권총형 용접건의 측면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10, 357:헤드 12, 112, 360, 387:용접봉

14, 22, 24, 30, 110, 158, 160, 256, 270, 295, 330, 332, 340, 362, 388:축

18, 18', 126, 128:몸체 20:피스톤

25:축 단부면 26, 106, 108:롤러

28:공급면 32:케이스 캐리어

34:접촉라인 38, 63:압축부재

40, 40':힘 전달 원추체 42:레버

46:롤러 요소 48:플랜지부

50, 50':힘 제어부재 52:플랜지

54, 78, 80, 78', 80':홈 58:연장부

64:워엄 66:워엄기어

68:내부 접촉면 70:외부나사

72, 120, 122, 134, 170, 190, 212, 282, 327:모터

84, 86:버어니아 눈금 88:가상라인

90:오목부 92:측벽

94:실린더

100, 124, 154, 184, 186, 240, 280, 320, 372, 382:공급기

102, 104:공급장치 114, 132, 188:블록

116, 118, 130, 161, 162:베어링 135, 192:런너

136, 172, 194, 284, 326, 218, 373:샤프트

137, 139, 166, 168, 196, 242, 244, 272, 286, 288, 322:구동장치

138, 140, 146, 152, 200, 204, 206, 208, 216, 222, 226, 294, 298, 302:기어

142, 144, 202, 252, 254, 258, 300, 296, 324:구동벨트

148, 150, 342:기어측 156:장착 프레임

163, 164:장착 브라켓 166, 168:구동 전달체

180, 182:돌출부

250, 292, 326, 328, 338, 340:기어 벨트 기어

214:전송장치 356, 384:도관

364:개구부 370, 380:용접건

376, 386:하우징 378:용접헤드

본 발명은 용접기에 이용하기 위한 유성형 공급기 헤드 장치 및 방법에 관한 것이다.

용접봉을 연속적으로 유성형 공급기에 공급하기위한 여러 가지 방법 및 장치는 미합중국 특허 제 4,049,172호 ; 제 4,085,880호 ; 제 4,098,445호 ; 제 4,205,771호 ; 제 4,261,449호 ; 및 제 4,605,148호에 기술되어 있다.

통상적인 유성형 공급기는 수직 공급축을 한정하는 몸체와, 공급축에 대하여 대칭으로 배치된 한쌍의 서로 엇갈린 대향 롤러를 포함한다. 각각의 롤러는 쌍곡면 형상을 가진다. 각 롤러는 피스톤을 통하여 몸체위에 장착되며, 피스톤은 몸체에 형성된 보통 원통형 시트내에서 축방향 운동을 하도록 배치된다. 각각의 롤러는 관련 피스톤상의 시트의 외측으로, 그리고 공급축에 대해 일정한 각도로 장착된다.

피스톤은 서로 평행하게 배치되며, 공급측쪽으로 또는 그 반대쪽으로의 이동에 의하여 롤러 사이의 간격은 공급될 용접봉의 지름에 따라서, 그리고 부여될 힘에 따라서 조정될 수 있을 것이다. 롤러 사이의 간격조정은 스프링을 경유하여 롤러를 조정하므로써 가능하며, 상기 스프링은 공급축에 대하여 대칭으로 배치된 한 쌍의 힘 전달기구 및 관련 레버를 통하여 각각의 피스톤 및 롤러에 미리 설정된 힘을 부여한다.

용접봉이 공급축에 따라 놓이도록 롤러 사이에 배치되면, 몸체의 회전에 의해 엇갈리게 놓여있는 롤러가 용접봉을 공급축을 따라 공급한다. 따라서, 롤러 사이에 공급된 용접봉은 똑바로 펴지게 된다.

선행 기술의 유성형 공급기의 본질적인 단점은 다음과 같다 :

1. 피스톤에 대하여 롤러를 측면에 배치하는 것은 레버에서 롤러까지 브라켓 형태로 힘을 전달하게 한다. 이것은 유성형 공급기의 몸체에 탄성변형을 발생시켜, 롤러가 잘못 배치되게 하고 공급속도를 감소시켜 용접봉에 대한 롤러의 접지력을 감소시킨다.

2. 사용되는 용접봉이 다양한 크기와 형태를 갖기 때문에 스프링을 자주 교체해야 한다.

3. 롤러의 각각의 각도위치가 일정하다는 사실 때문에, 실제 선형접촉은 미리 설정된 용접봉의 지름에 대해서만 용접봉과 롤러의 원주변면 사이에 발생할 수 있다. 따라서, 미리 설정된 지름과 다른 지름을 갖는 용접봉을 사용하면 롤러와 용접봉 사이의 접촉영역을 감소시키므로 롤러에 의해 용접봉에 부여되는 힘을 감소시킨다.

4. 롤러가 공급축에 대하여 일정한 각도, 보통 약 45。로 장착되기 때문에, 1보다 큰 감소계수에서는 규정된 용접속도를 얻을 수 없다.

5. 스프링의 조정에 의한 롤러에 부여되는 힘의 조정, 그에 따른 용접봉에 가해지는 직선방향으로의 힘의 조정이 불가능하다.

진술한 단점 때문에 통상적인 유선형 공급기는 다양한 용접 속도 및 최적의 속도에서 여러 가지 크기의 선을 편리하게 사용하지 못하게 한다.

연속 용접봉 공급기는 여러 가지 형태로 공지되어 있다. 통상적인 공급기의 한 형태는 용접봉의 공급방향에 수직인 각각 서로 평행한 축에 대하여 회전하는 다수의 롤러를 이용한다.

상기 롤러 형태의 공급기에는 여러 가지 단점이 있는데 다음과 같다 :

용접봉의 최대 접지력을 얻기 위해서, 대향 롤러는 공급되는 용접봉의 소성 변형을 발생시키는 힘에 의해 서로 유지된다. 이것은 롤러 및 관련 부품을 빨리 소모시키기 때문에, 이들을 자주 교체해야 한다.

공급기의 롤러형태는 용접봉을 똑바로 펴지 못하고, 높은 마찰 저항 성분이 도관 및 공급 용접봉 사이에 발생한다. 그 결과, 용접봉의 비선형으로의 공급은 용접 수행속도를 감소시킨다.

롤러와 용접봉 사이의 상대적으로 열악한 접지력에 의하여, 공급시 용접봉의 소성변형에 의하여, 그리고 도관과 용접봉 사이의 마찰저항에 의하여, 통상적으로, 평형 롤러를 근거로한 공급기를 이요하는 시스템은 낮은 효율계수를 가진다. 따라서, 타임 용접 프로세스(TIME welding process)에서 요구되는 것과 같은 고속으로 용접봉을 공급하기 위해서는 매우 큰 시스템에서 비효율적일 것이다.

다른 형태의 통상적인 공급기는 공급축에 대하여 동일한 방향으로 회전하는 다수의 유선형 유니트를 이용한다.

통상적인 유선형 공급기 헤드에 내재된 단점은 다음과 같다 :

각각의 유니트는 한 쌍의 롤러만 이용하므로, 용접봉에 대하여 상대적으로 낮은 접지력만을 부여할 수 있다.

용접봉이 공급될 때, 용접봉은 유성 작용으로 인해 꼬이게 된다. 용접봉에 부여되는 비틀림 힘은 부여되는 힘 및 유성형 유니트의 회전속도에 정비례한다. 따라서 용접봉이 공급될 수 있는 속도는 용접봉의 비틀림 강도에 의해 제한된다는 것을 알 수 있다.

용접봉에 부여될 수 있는 최대 비틀림 힘은 특히, 용접봉이 공급되는 도관의 마찰저항에 의해 지배된다. 이것은 공급 도관을 통해 이동하는 용접봉이 비틀릴 때, 비틀림 작용에 대한 저항이 용접봉 및 도관 내부 사이의 마찰 저항 형태로 나타난다는 사실에 기인한다. 비틀림에 대한 마찰저항은 도관내의 용접봉의 길이에 비례한다.

따라서, 용접봉에 부여될 비틀림 힘은 도관의 길이에 반비례한다. 따라서, 이용되는 도관의 길이는 약 3 내지 4m이하로 제한된다.

본 발명은, 선행기술의 문제점을 해결하고, 용접봉을 연속적으로 공급하기 위한 개선된 유성형 공급기 헤드 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 또한 용접봉에 부여되는 비틀림 힘이 최소화되여 공급 도관의 길이를 상당히 증가시킬 수 있는 유성형 공급기 및 방법을 제공하는 것이다.

따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 용접봉을 공급하기 위한 유니버셜 유성형 공급기 헤드가 제공되는데, 이것은 다음과 같은 구성요소를 포함한다.

용접봉 공급축을 한정하고 공급축에 대하여 고속으로 회전하기에 적합한 일반적으로 가늘고 긴 중공 몸체와 ;

공급축에 대하여 몸체와 함께 회전하도록 몸체와 결합되어 있고 공급축에 대하여 상호 엇갈린 각각의 방향으로 장착된 한쌍의 유성형 롤러(여기서, 유성형 롤러는 각각 공급축에 대하여 서로로부터 일정거리를 유지하는 원주외곽 공급면을 한정하고 미리 결정된 접촉라인을 따라 동시에 용접봉이 맞물리도록 구성되고, 각각의 공급면은 편심 각도에 의해 공급축으로부터 편심되는 평면만큼 직각으로 교차된다)와;

직경이 다양한 용접봉의 범위로부터 선택된 용접봉의 외부 구조에 따르는 공급축에 평행한 롤러 공급면 형상을 선택하기 위하여, 롤러 및 공급축 사이의 편심 각도가 조정되도록 공급축에 수직한 축에 대하여 각각의 롤러를 회전시키고, 롤러 공급면과 선택된 용접봉 사이의 최대 접지력을 제공하는 장치와; 및

롤러 공급면과 용접봉 사이의 접촉라인에 따른 수직력을 용접봉에 부여하기 위하여, 반경방향의 공급축쪽으로 롤러쌍을 동시에 압박하기 위한 장치(여기서, 몸체와 롤러가 공급축에 대하여 회전할 때, 롤러는 접촉라인을 따라 일반적인 접선력을 용접봉에 부여하기 위하여, 그로 인하여 공급축을 따라 용접봉을 공급하기 위하여 작동한다):

본 발명은 다른 실시예에 따른 다음 단계를 포함하는 용접봉의 공급 방법이 제공된다 :

용접봉 공급축에 대하여 일정거리를 유지하고 용접봉 공급축에 대하여 회전하기에 적합한 한쌍의 유선형 롤러를 사용하는 단계와;

선택된 지름크기의 용접봉과 각각의 롤러 사이에 최대 접촉 라인을 제공하도록 롤러를 지향시키는 단계와;

롤러 및 용접봉 사이의 접촉라인을 따라 수직력이 용접봉에 부여되도록 공급축쪽 반경방향으로 롤러쌍을 동시에 압박하는 단계; 및

접촉라인에 따른 접지력을 용접봉에 부여함으로써 공급축을 따라 용접봉을 공급하도록 공급축에 대하여 롤러를 회전시키는 단계.

본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 유성형 공급기 헤드가 제공되는데 이는 다음의 구성요소를 포함한다 :

용접봉 공급축을 한정하고 고속회전에 적합한 일반적인 가늘고 긴 중공형 몸체와;

공급축에 수직인 반경방향 축을 따라 상기 몸체내에 장착되고, 상기 몸체에 인접한 개방단부를 가진 한 쌍의 중공형 피스톤 부재(여기서, 각각의 피스톤 부재는 일반적으로 반경방향으로 연장되고 직경방향으로 대향하는 개구부의 하나 이상의 쌍이 형성된 측벽을 가지며, 피스톤 부재는 공급축에 대하여 몸체와 함께 회전할 수 있다)와;

각각의 피스톤 부재내에 수용되고 반경방향 축에 대하여 직각으로 연장되는 축을 통하여 개구부의 쌍중 하나를 통하여 돌출되도록 장착된 한쌍의 유성형 롤러(여기서, 상기 롤러는 상호 엇갈린 각각의 방향에서 공급축에 장착되고, 유성형 롤러는 공급축에 대하여 서로 간격을 유지하고 각각의 접촉라인을 따라 용접봉이 동시에 맞물리도록 구성된 각각의 원주 외곽 공급면을 한정한다); 및

피스톤 부재를 동시에 압박함으로써 롤러 공급면과 용접봉 사이의 접촉라인을 따라 용접봉에 접선 방향의 힘을 부여하도록 공급축 반지름 방향으로 롤러를 압박하는 장치(여기서, 몸체, 피스톤 및 롤러가 공급축에 대하여 회전할 때, 롤러는 접촉라인을 따라 일반적인 접지력을 용접봉에 부여하고, 이에 의하여 공급축을 따라 용접봉을 공급하도록 작동한다.)

본 발명의 또다른 실시예에 따르면 공급축을 따라 용접봉을 공급하는 장치가 제공되는데, 이는 다음의 구성요소를 포함한다 :

용접봉을 공급하기 위하여 공급축에 대하여 회전하는 기저부 상에 장착된 제 1 및 제 2 유성형 공급기와;

미리 설정된 공급방향으로 공급축을 따라 용접봉을 공급하도록, 공급축에 대하여 제 1 사전설정 회전방향으로 제 1 유성형 공급기를 회전시키는 제 1 회전장치; 및

미리 설정된 공급방향으로 공급축을 따라 용접봉을 공급하도록, 제 1 사전 설정 회전방향과 반대방향인, 공급축에 대하여 미리 설정된 제 2 회전 방향으로 제 2 유성형 공급기를 회전시키는 제 2 회전장치.

본 발명에 따르면, 제 1 및 제 2 유성형 공급기는 다음의 구성요소를 포함한다 :

롤러를 따라 연장되는 용접봉을 맞물도록 공급축에 대하여 배치되고 회전할 때, 축에 수직인 힘을 부여하기에 적합한 상호 엇갈린 제 1롤러쌍(여기서, 롤러의 제 1 쌍은, 제 1 회전장치에 의해 회전할 때, 힘을 용접봉에 부여하는데, 상기 힘은 일반적으로 공급축을 따라 부여되는 축방향 힘성분, 및 제 1 방향에서 공급축에 대하여 부여되는 비틀림 힘성분을 포함한다): 및

롤러를 따라 연장되는 용접봉을 맞물도록 공급축에 대하여 배치되고 축에 수직인 힘을 부여하기에 적합한 상호 엇갈린 제 2롤러쌍(여기서, 롤러의 제 2 쌍은 제 2 회전장치에 의해 회전할 때, 힘을 용접봉에 부여하는데, 상기 힘은 일반적으로 공급축을 따라 부여되는 축방향 힘성분고, 제 1 방향과 반대인 제 2 방향에서 공급축에 대하여 부여되는 비틀림 힘성분을 포함한다).

본 발명의 또다른 실시예에서, 제 1 및 제 2 회전장치는 각각 제 1 및 제 2 유성형 공급기를 공급축에 대하여 반대방향으로 유사한 속도로 회전시킴으로써, 롤러의 제 1 및 제 2 쌍에 의하여 제 1 및 제 2 방향으로 용접봉에 부여되는 각각의 비틀림 힘성분은 거의 동일한 크기가 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명을 설명한다.

이후, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성되고 동작하는 도면부호 10으로 나타낸 유니버셜 유성형 공급기 헤드를 도시한 제 1a도 내지 제 3도를 참조한다. 상기 공급기 헤드(10)는 화살표(16)로 표시한 공급방향으로 공급축(14)을 따라 용접봉을 제공하도록 작동한다.

공급기 헤드(10)는 피스톤(20)에 장착된 몸체(18)를 가진다. 피스톤(20)은 축(22)을 따라 동축으로, 그리고 공급축(14)에 대하여 대칭으로 장착된다. 각각의 피스톤(20)은 중공형태이고 공급롤러(26)에 장착된 축(24)을 내부에 위치시킨다. 각각의 공급 롤러에는 원주형 공급면(28)이 형성되어 있는데 공급면(28)은 쌍곡면 형태를 가진다. 각각의 축(24)은 축선(30)이 공급축(14)에 평행이 되도록 정렬된다. 피스톤(20)은 본 발명의 실시예에 따르면, 원통형 케이스 캐리어(32)에 위치되며, 케이스 캐리어(32)는 다음에 상세히 후술된다.

축(24)의 축선(30)은 평면상에 놓이고 일반적으로 70。 -110。 범위 사이에서 조정가능한 편심 각도를 형성하도록 지향되어 있다. 축(24)은 바람직하게 공급축(14)에 대하여 대칭적으로 놓인다. 롤러(26)는 공급축(14)을 관통하는 방향으로 설치되고 각각의 축(24)에 평행하여, 공급롤러(26)의 각각의 공급면(28)이 각각의 접촉라인(34)(제 5도)을 따라 그 사이에 위치한 용접봉(12)을 맞물리게 하기 위한 방식으로 서로에 대하여 편심각도만큼 엇갈리게 된다.

롤러(26)는 용접봉(12)과 맞물려 피스톤축(22)을 따라 미리 설정된 반지름 방향의 힘을 접촉라인(34)(제 5도)을 따라 각각 부여하도록 작동한다. 이러한 동력의 부여는 몸체(18)가 후술되는 것처럼 회전할 때 공급롤러(26)에 의해 용접봉을 공급하고 직선으로 펴주도록 작동한다.

피스톤(20)에 부여된 동력은 대칭으로 위치한 한쌍의 동력 변환기구(36)를 통해 조절된다(제 1a도 및 제 3도). 각각의 동력 변환기구(36)는 탄력성 압축부재(38), 동력 전달 원추체(40), 상기 몸체(18)의 일부분인 위치(44)에 힌지형태로 부착되어 있는 레버(42), 및 롤러요서(46)를 포함한다.

압축부재(38)는 바람직하게 압축스프링이며, 이 스프링은 동력전달 원추체(40)의 플랜지(52)의 외측 대향면 상에 나사결합된 동력 제어부재(50)와 상기 몸체(40)의 반경방향 플랜지부(48) 사이의 공지 압출력 이하로 유지된다. 롤러 요소(46)는 동력전달 원추체(40)의 원추형 외측면(56)에 형성된 홈(54)(제 3도)을 따라 회전하게 되어 있다.

압축부재(38)는 동력전달 원추체(40)에 축방향의 힘을 부여하여, 몸체(18)의 원통형 후향 연장부(58)를 따라 동력전달 원추체(40)를 뒤쪽으로 압박한다. 각각의 레버(42)에 부착된 롤러요소(46)는 동력전달 원추체(40)에 의해 후향 및 외측으로 압박되어, 레버(42)의 단부(60)를 통하여 관련 피스톤(20)에 내향의 힘을 부여하게 된다. 각각의 피스톤(20)에 부여된 힘의 축방향 성분은 관련 롤러(26)를 통하여, 롤러 사이에 위치한 용접봉(12)에 전달된다.

따라서, 용접봉에 부여되는 힘은 압축부재(38)에 의해 부여되는 힘에 비례하고, 압축부재를 조절하면 용접봉에 부여되는 힘을 조절할 수 있음을 알 수 있다.

압축부재(38)에 의해 가해진 힘의 조절은 제어부재(50)에 의해 수행된다. 바람직하게, 상기 제어부재(50)는 너트이며, 이는 전술한 바와같이 동력 전달 원추체의 플랜지(52)외측 위에 나사식으로 장착된다. 제어부재(50)의 회전은 동력전달 원추체(40)에 대하여 공급축(14)을 따라 전달된다.

특히 제 1도를 참조하면, 제어부재(50) 및 동력전달 원추체(40)는 제 1 및 제 2 작동방향으로 도시되어 있다. 도면의 윗부분[공급축(14) 윗부분]에서, 동력전달 원추체(40)는 제 1 작동방향으로 제어부재(50) 위에 나사식으로 장착되어 있는 반면에, 도면의 아래[공급축(14) 이하]에서는 동력전달 우너추체(40)가 제 2 작동방향으로 제어부재(50) 위에 나사식으로 장착되어 있다.

제 1 작동방향은 원추체(40)가 제 2 작동방향에 있을때의 롤러(46) 외측위치보다 큰 외측위치에 롤러(46)를 위치시킨 것을 도시한다. 롤러요소(46)가 더 외측으로 위치되면 될 수록 피스톤(20) 및 대응롤러(26)에 부여되는 내측방향으로의 힘이 커진다.

제 3도에 도시한 바와같이, 축(24)에는 복귀 압축부재(63)가 제공되는데, 이것은 동력 변환기구(36)에 의해 부여되는 힘의 감소에 반응하여 롤러(26)의 외측으로의 복귀를 용이하게 하도록 작동한다.

제 4a도 및 제 4b도를 참조하면, 원추체형 동력전달 원추체(40')가 도시되어 있는데, 이것은 제 1a도 내지 제 3도에 도시된 동력전달 원추체(40)와 유사하지만, 압축 부재(38)에 대한 동력전달 원추체(40')의 위치 조정이 워엄(64) 및 워엄 기어(66)를 통하여 제공되는 것이 상이하다. 워엄 기어(66)는 그의 표면과 안쪽으로 접하고 도면 부호가 68인 나사를 갖는데 나사(68)는 도면부호가 70인 그의 외측나사를 통하여 제어부재(50')를 구동시킨다.

제 4b도는 제 1a도와 유사한 단면도이다. 따라서, 공급축(4) 상단에 도시된 동력전달 원추체(40')는 공급축(14)하단에 도시된 동력전달 원추체(40')의 위치에 대하여 화살표(62)의 방향으로 놓여진다.

특히 제 1b 및 제 3도에서, 모터(72)는 공급기 헤드의 몸체(18)와 연결되어 있다. 용접봉(12)을 공급하는 것은 모터(72)의 구동에 반응하여 발생하는데, 모터(72)는 몸체(18) 및 그에 따른 케이스 캐리어(32), 피스톤(20) 및 롤러(26)를 회전시킨다. 몸체(18)가 회전함으로써, 각각의 접촉라인(34)(제 5도)을 따라 용접봉(12)과 직접 결합되어 있는 롤러(26)는 공급방향(16)으로 용접봉(12)에 엇갈린 접선방향으로의 추진력을 부여하며, 이로 인하여 공급축을 따라 그리고 용접헤드(도시않음)의 경로로 용접봉(12)을 공급한다.

제 1a도 내지 제 3도에서, 본 발명의 실시예에 의하며, 피스톤(20)은 보통 원통형 케이스 캐리어(32)를 통하여 몸체(18)내에 장착된다. 각각의 케이스 캐리어(32)는 완전히 수직 대칭인 두 쌍의 홈(78, 80)을 내측면 상에 가진다. 홈(78)의 제 1쌍은 축(24)의 단부면(25)를 위치시키는데 사용된다. 홈(80)의 제 2쌍은 롤러(26)의 에지면을 수용하는데 사용된다.

케이스 캐리어(32)는 내부에 위치된 각각의 롤러(26)가 롤러축(24) 사이의 편심 각도, 즉 보통 70。 ∼110。 범위에 상응하는 각도로 서로 편심되게 배치된다.

피스톤(20)의 내측으로 그리고 피스톤과 동축으로 롤러(26)를 장착하는 것은 선행기술의 장치에서 처럼 피스톤의 외측으로 그리고 피스톤의 측면에 장착하는 것에 비해서, 롤러(26)가 단지 반경방향으로만 변위가능하게 한다. 이것은 본 발명의 중요한 특징인데, 왜냐하면 이것은 공급하는동안 롤러가 구부러지지 않으므로, 실제로 오배열되지 않기 때문이다.

그러므로, 본 발명의 공급기 헤드의 피스톤 및 롤러는 용접봉과의 최대 접촉라인을 형성하는 롤러면(28)의 선택 특성에 따라 최대 효율을 제공함으로써, 용접봉의 공급속도를 증가시키고, 또한 선행기술의 장치보다도 효과적으로 용접봉을 똑바르게 펼수 있다.

또한, 각각 상이한 지름의 용접봉에 대해 공급기 헤드(10)를 조절하기 위하여, 롤러 사이의 편심 각도는 케이스 캐리어(32)의 회전조절에 의해 조절될 수 있을 것이다. 이러한 회전은 축(22) 주위에서 수행되며 용접봉의 지름과 관계없이 롤러(26)와 용접봉(12) 사이의 접촉라인(34)이 유지될 수 있다.

제 2a도 및 제 2b도에서, 각각의 케이스 캐리어(32)는 외측표면에 형성된 치관(threaded crown)(82)을 가지며 상기 치관(82)의 구동 접점에서 워엄(81)의 회전에 의해 축(22)에 대하여 선택된 방향으로 회전될 수 있다는 것을 알 수 있다. 제 2a도에 도시된 것처럼, 각각의 버어니어 눈금(84, 86)은 케이스 캐리어 및 롤러(26)가 회전하는 강도 및 공급하기에 적당한 용접봉의 크기를 나타내기 위하여 제공된다.

제 5도에 도시된 것처럼, 각각의 롤러(26) 및 용접봉 사이의 접촉라인(34)는 용접봉의 지름에 따라 조정가능하다. 공급축(14)에 수직인 가상라인(38)에 대한 롤러면의 각도 방향은 경사각으로 공지되어 있다. 제 5도에서, 도시된 롤러는 공급 경사각(αm)을 가진 것으로 도시되며, 접촉라인은 라인(AmBm)으로 표시되고, 그것을 따라 롤러의 접촉면의 형상은 지름(dm)을 가진 용접봉의 외부 형상에 상응한다. 상기 지름(dm)은 용접봉의 선택 크기 범위중 중간 크기의 용접봉의 지름을 나타낸다. 따라서, 각도(αm)는 롤러가 지름(dm)인 용접봉을 적당하게 수용하기 위하여 정해야 하는 공급 경사각을 표시한다.

지름(d₁)을 가진 용접봉에 대하여, 롤러(26)는 접촉라인(A₁B₂)을 제공하기 위하여 축(22)에 대하여 회전하고, 지름(d₂)을 가진 용접봉에 대하여 롤러(26)는 접촉라인(A₂B₂)을 제공하기 위하여 축(22)에 대하여 회전한다.

ㄸ라서, 지름이 d₁d₂인 용접봉을 공급하려고 할 때, 케이스 캐리어(32) 및 롤러(26)는 미리 선택된 공급 경사각(αm)을 α₁, 또는 α₂로 변경하기 위하여 축(22)에 대하여 회전하며, 그로 인하여 또한 A_mB_m에서 A₁B₁, 또는 A₂B₂로 접촉라인을 변경하여 접촉라인이 용접봉의 외측형상과 조화를 이루게 된다.

접촉라인을 원하는 접촉라인으로 조정하기 위하여, 롤러(26)는 조절각(δ)을 통하여 선회하여야 한다. 따라서, 만약 처음에 α=α_m이면, α₁또는 α₂를 얻기 위하여, α₁- α_m= δ₁, 또는 α_m-α₂=δ₂중 하나가 조절된다.

제 5도에 도시된 구조로부터, 롤러 위치의 각도 보정을 위한 공식은:

이고 여기서 :

d₁,₂는 공급된 용접봉의 지름이고,

B는 롤러의 폭이고,

D_m은 롤러 형상에 대하여 미리 결정된 평균 용접봉 지름이고,

α_m은 공급축(14)에 수직인 기준축(88)과 롤러 사이의 각도이다.

다음의 장점이 본 발명의 유니버셜 유성형 공급기 헤드의 고유한 장점임을 당업자들은 알 수 있을 것이다 :

1. 롤러(26)에 의해 용접봉에 부여되는 힘과 간격이 조정가능하다는 사실 때문에, 압축부재가 용접봉의 크기 및 형태에 대하여 변경될 필요가 없다.

2. 공급 경사각도 조정가능하기 때문에, 실제 선형 접촉이 가상적인 어떤 크기의 용접봉에 대하여 롤러의 쌍곡 공급면과 용접봉 사이에 제공됨으로써 통상적인 선행기술 보다 공급속도가 빠르게 된다.

3. 공급 경사각이 조정될 수 있기 때문에, 1 보다 큰 감소 계수로 용접속도를 얻을 수 있다.

4. 롤러에 의해 용접봉에 부여되는 정상적인 힘과 롤러의 공급 경사각이 조절될 수 있기 때문에, 용접봉을 똑바로 펴는 것을 제어할 수 있어 최적의 결과를 얻을 수 있다.

제 6a도 및 제 6b도에서도 상기 제 1a도 내지 제 3도에 도시된 것처럼 공급기 헤드(도시안됨)의 몸체(18')가 도시되어 있으며, 몸체(18')는 본 발명의 선택적인 실시예에 따라 형성된다. 도시된 실시예에 따르면, 홈(78', 80')는 공급축(14)에 대하여 대칭으로 배열된 일반적인 원통형 오목부(90)를 한정하기 위하여 몸체(18') 부분위에 형성된다.

각각의 오목부(90)는 내부에 피스톤(20)을 위치시킬 수 있는 형상으로 되어 있다. 홈(78', 80')의 기능은 홈(78, 80)(제 1a-3도)의 기능 즉, 축(24) 및 롤러(26)를 위치시키기 위한 것이다(제 6b도). 본 발명의 실시예에서, 홈은 몸체(18') 위에 직접 형성되므로, 공급 경사각도는 조정할 수 없다.

그러나, 제 1a도 내지 제 3도에 설명된 본 발명의 실시예에 따르면, 피스톤(20)의 내측 및 피스톤과 동축으로 롤러를 장착하는 것은 롤러(26)의 변이가 반지름 방향으로만 가능하게 한다. 이것은 본 발명의 중요한 특성인데, 왜냐하면 이것은 용접선을 공급하는 동안 롤러의 구부러짐을 발생하지 않게 하여, 잘못된 정렬이 발생하지 않게 하기 때문이다.

본 발명의 공급기 헤드의 피스톤 및 롤러는 용접봉을 최대로 공급할 수 있으며, 용접봉의 공급속도를 증가시켜 선행기술의 장치보다 효과적으로 용접봉을 똑바로 펼 수 있다.

제 7a도 및 제 7b도는 제 6a 및 6b도에 도시된 것과 유사한 몸체의 측면 및 평면도이지만, 홈(78, 80')가 몸체(18)의 측벽(92)을 통하여 완전히 연장되도록 형성된 것이 상이하다. 상기 실시예의 특별한 장점은 그 제조에 있어서 상대적으로 간단하다는 것인데, 여기서 처음으로, 간편한 실린더(94)가 형성되고 그 다음에 홈(78', 80')이 몸체의 바깥면으로부터 형성된다.

제 8a도에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 의해 만들어진 도면부호가 (100)인 통합적으로 형성된 복동식 유성형 용접선 공급기가 제공된다. 공급기(100)는 도면부호가 각각 102 및 104인 한 쌍의 유성형 공급장치를 제공하는 것이 특징이며, 이것은 각각 도면 부호가 106 및 108인 유성형 롤러의 오른쪽 및 왼쪽 쌍을 반대방향으로 회전시키기 위해 이용한다. 도시된 실시예에 따르면, 공급기 유니트(102)의 롤러 쌍은 일반적으로 오른쪽 방향으로 회전하고 공급기 유니트(104)의 롤러쌍(108)은 일반적으로 왼쪽 방향으로 회전한다.

작동중에, 각각의 롤러쌍(106, 108)은 유사한 회전 속도로 공급축(110) 주위를 회전하며, 롤러쌍(106, 108)은 공급축(110)을 따라 롤러쌍 사이에 위치한 용접봉(112)과 결합한다.

제 8b도에 개략적으로 도시한 것처럼, 롤러 쌍은 축(110)에 수직인 직접 동력요소('N'), 축(110)에 대한 비틀림 동력성부('T'), 일반적인 접선 동력성분(도시안됨), 및 화살표(111)(제 8a도)로 표시되는 공급방향으로 축을 따르는 합성 공급력('P')을 가진 힘을 용접봉에 부여한다. 오른쪽 롤러쌍(106)은 비틀림 성분(T_R)을 용접선(112)에 부여하고, 그리고 왼쪽 롤러쌍(108)은 비틀림 성분(T_R)과 대응하는 비틀림 성분(T_L)을 용접선(112)에 부여한다. 각각의 롤러쌍이 동일한 속도로 축(110)주위를 회전하고 동일한 크기 및 구조이기 때문에, 비틀림 성분(T_R, T_L)의 크기도 동일하여 용접선(112)상의 순비틀림 동력은 거의 제로이다.

용접봉이 거의 꼬이지 않기 때문에, 공급되야하는 도관의 길이는 선행 기술과 비교하여 상당히 증가될 것이다. 따라서 본 발명에 따르면, 공급도관의 길이는 4.5-8.0m 만큼 증가될 것이다. 이것은 통상적인 유성형 공급기에 이용되는 공급도관의 길이의 50-100% 증가를 나타낸다.

본 발명에 따르면, 전술한 바와같이 롤러쌍(106,108)이 서로 대향하는 동일한 비틀림 힘성분을 용접선(112)에 부여하도록 위치되면, 각각의 유성형 공급장치(102, 104)는 제 1a도 내지 제 7b도와 관련하여 설명한 신규 구조중 어느 것이거나 어떤 적합한 통상적인 구조중 어느 것일 수 있다.

본 실시예에서, 공급장치(102,104)는 제 1a도 내지 제 7b도중 어는 하나와 관련하여 도시하고 설명한 공급기 헤드에 따라 구성되므로, 본 실시예를 더욱 분명히 이해해야 할 필요가 있을 때를 제외하고는 상세하게 설명하지 않기로 한다.

본 발명에 의하면, 두 롤러쌍(106,108)의 각 결합점 사이의 거리 'L'은 최소를 유지하도록 구성되므로 좌측 롤러쌍(108)과의 결합전에 용접봉(11)의 목표된 부분에 부여된 순간 비틀림 힘을 최소화한다.

본 실시예에서, 공급장치(102,104)는 적합한 베어링(116,118)을 경유해 공통 장착블럭(114)에 장착된다. 공급장치의 회전은 적합한 전송장치에 의해 동기화된 모터(120,122)에 의해 제공될 수 있다.

제 9도 내지 제 22도는 본 발명의 복동식 유성형 용접봉 공급기의 또다른 실시예를 도시하는데, 본 실시예의 장치는 좌측 및 우측 공급장치를 사용한다. 이와같은 본질적인 공급 장치의 구조는 제 8a도의 공급기(100)에 사용되는 것들과 유사할 수 있다. 따라서, 좌, 우측 공급장치는 이하 설명할 때는 필요에 따라 도면번호를 각각 102와 104로 표시한다.

제 9도, 제 10도 및 제 11도를 참조하여 다양한 복동식 용접봉 공급기를 설명하는데, 제 8a도의 공급기와 일반적으로 비슷하기는 하나 좌,우측 공급장치의 각각은 분리된 구동벨트에 의해 구동된다. 제 9, 제 10도 및 제 11도의 공급기중에서 제 9도 및 제 10도의 공급기는 내향 롤러쌍(106,108)을 사용하는 반면, 제 11도의 공급기는 외향 롤러쌍(106,108)을 사용한다. 각각의 특정 실시예는 그 자체의 특별한 장점을 가지며 외향 롤러쌍을 이용하는 공급기는 통상적인 유성형 공급기에 이용할 수 있는 것보다 더 큰 공급도관을 이용할 수 있다. 본 발명에서 이용할 수 있는 공급도관의 길이는 롤러쌍 사이의 거리(L)에 반비례한다.

특히 제 9도를 참조하면, 복동식 유성형 공급기(124)가 도시되어 있는데, 상기 공급기 내의 우측 공급장치(102)는 베어링(130)을 경유해 좌측 공급장치(104)의 몸체(128)에 결합되는 몸체(126)를 가진다. 우측 및 좌측 공급장치(102, 104)는 그 각각의 몸체(126,128)를 경유하여 공통 장착블럭(132)에 장착된다.

전기모터(134)는 장착블럭(132)에 장착되어 도면번호 137과 139로 도시된 좌,우측 구동장치 및 런너(135)와 샤프트(136)를 경유하여 공급축(110)의 반대방향으로 좌,우측 공급장치를 구동하게 되어 있다.

제 12도를 참조하면, 우측 구동장치(137)는 제 1기어(138), 한쪽에만 치형이 형성된 구동벨트(142), 및 제 2기어(146)를 포함한다. 좌측 구동장치(139)는 제 1기어(140), 양쪽 측면에 치형이 형성된 구동벨트(144), 및 제 2 기어(152)를 포함한다.

모터(134)는 좌,우측 구동벨트(142,144) 각각을 교대로 회전시키는 제 1기어(138,140)를 구동하도록 작동한다. 우측 구동벨트(142)는 모터와 같은 회전속도로 우측 공급장치(102)에 부착된 제 2기어(146)를 구동하도록 작동한다.

좌측 구동벨트(144)는 제 1 치형표면(148)이 제 1기어(140)에 의해 구동하게끔 결합되며 제 2 치형표면(150)이 좌측 공급장치(104)와 연결되어 제 2 기어(152)에 의해 구동되게 결합되도록 교차한다. 따라서, 좌측 공급장치(104)는 모터와 반대방향으로 구동되며 따라서 좌측 공급장치(102)의 모터와 반대방향으로 구동된다.

이제 제 10도를 참조하면, 도면번호 154로 도시한 복동식 유성형 용접봉 공급기를 제공한다. 공급기(154)는 본 실시예에서 좌,우측 공급장치(102,104)가 분리하여 조절할 수 있도록 장착 프레임(156)에 장착된다는 점을 제외하면 제 9도의 공급기(124)와 거의 유사하다. 이와같은 배열의 장점은 보수를 위해 공급장치에 접속하는 것이 장착 프레임(156)을 따라 우측 공급장치(102)에서 멀리 떨어진 좌측공급장치(104)를 경사지게 함에 의해 편리하게 제공된다는데에 있다.

본 실시예에서, 좌,우측 공급장치(102,104)는 베어링(161,162) 및 장착 브라켓(163,164)을 경유해 장착프레임(156)에 장착된 각각의 축(158,160)에 장착된다. 좌,우측 유성 롤러쌍(106,108)은 공급장치(102,104)의 각 내향표면부에 제공되는 반면, 각각의 좌,우측 구동장치(166,168)는 공급장치의 각 외향표면부에 제공된다. 구동장치(166,168)는 제 9도에서 도시기재된 각 구동장치와 유사하므로 다시 설명하지는 않겠다.

샤프트(172)를 구비한 모터(170)는 제 9도의 실시예에서 도시한 전동장치(137,139)와 관련하여 설명한 바와같이 실제로 전송장치(166,168)를 구동하도록 작동한다.

본 실시예에서, 우측 공급장치(102)는 일반적으로 장착프레임(156)에 단단히 장착되며 좌측공급장치(104)와 그 구동장치(168)는 장착프레임을 따라 경사질 수 있게 조절할 수 있다. 설치블라켓(164)은 장착 프레임(156)의 기저부(174)와 결합하나 부착되지는 않는다. 블라켓(164)의 하부는 상기 기저부(174)에 따른 미끄럼운동을 수행할 수 있도록 형성된 바닥부(178)를 한정하고 있으며, 상기 미끄럼운동은 상기 장착 프레임(156)에 부착된 한 쌍의 고정 돌기(180,182) 사이에 장착되어 있는 조절나사 기구(178)에 의해 제어 된다.

이제 제 11도를 참조하면, 도면번호 184로서 표시된 복동식 유성형 용접봉 공급기가 도시되어 있다. 이하 특별히 기재되는 점을 제외하고는 공급기(184)는 제 10도의 공급기(154)와 일반적으로 유사하므로 더 상세히 설명하지는 않겠다. 본 실시예에서, 좌,우측 공급장치(102,104)는 조절가능한 수단에 위해 유지되는 것이 아니고 각각의 롤러쌍(106,108)이 외향으로 접하도록 장착됨으로써 유지될 수 있다.

따라서, 좌,우측 유성롤러쌍(106,108)은 공급장치(102,104)의 각 외향 표면부에 제공되는 반면, 각 좌,우측 구동장치(166,168)는 공급장치의 각 내향 표면부의 상호 인접위치에 제공된다.

이제 제 13도를 참조하면, 도면번호 186으로서 표시된 복동식 공급기가 도시되어 있으며, 상기 공급기내의 좌우측 공급장치(102,104)는 제 12도의 공급기(184)와 같이 외향으로 접하도록 위치되며, 제 9도의 공급기(124)와 장착블럭(132)과 유사한 공통 장착블럭(188)에 장착된다.

전기모터(190)는 장착블럭(188)에 장착되어 런너(192) 및 샤프트(194)를 경유하며 도면번호 196과 198로 각각 도시한 좌.우측 구동장치를 경유하여 공급축(110)과 반대방향으로 좌,우측 공급장치를 구동하게 되어 있다.

이제 제 14a도 내지 제 14c도를 참조하면, 우측 구동장치(196; 제 14c도)는 제 1기어(200), 단일쪽 치형의 구동벨트(202), 및 제 2기어(204)를 포함한다. 좌측 구동장치(198)는 제 1기어(206)와 제 2기어(208)를 포함한다.

모터(190)는 제 1기어(200,206)를 구동하도록 작동한다. 제 1기어(200)는 제 2기어(204)의 회전을 교대로 유발하는 구동벨트(202)를 구동할 수 있게 작동함으로써, 모터 샤프트(194)의 회전방향에 평행한 방향으로 우측 공급장치(102)를 회전시킨다. 제 1기어(206)는 제 2기어(208)를 구동할 수 있게 작동함으로써, 모터 샤프트의 회전방향과 반대방향, 즉 우측 공급장치(102)의 모터샤프트의 회전방향과 반대방향으로 좌측 공급장치(104)를 구동한다.

이제 제 15a도 내지 제 15c도를 참조하면, 상기 도면에는 제 13도 내지 제 14c도의 실시예의 공급기와 유사한 정송장치를 사용하는, 도면번호 240으로 도시된 공급기가 개략적으로 도시되어 있다. 공급기(240)는 각기 좌,우측 구동장치(242,244)를 사용한다. 우측구동장치(242)는 공급기(186)의 우측구동장치(196; 제13도 내지 14c도)와 유사하므로 상세히 설명하지 않기로 한다.

좌측 구동장치(244)는 모터(190)의 샤프트(194)에 장착된 제 1기어(248), 위성기어 벨트 휠(250) 및 제 1기어(248)가 위성기어(250)를 구동하는 구동벨트(252)를 포함한다. 제 2기어(254)는 함께 회전하는 위성기어(250)와 함께 축(256)에 장착된다. 제 2기어(254)의 회전은 좌측공급장치(104)의 축(260)에 장착된 제 3기어(258)의 반대방향 회전을 발생시킨다.

작동시에, 모터(190)는 제 1기어(200,248)를 구동시키도록 작동한다. 제 1기어(200)가 제 2기어(204)의 교번회전에 의해 야기되는 구동벨트(202)를 구동할 수 있게 작동함으로써 모터 샤프트(194)의 회전방향과 평행한 방향으로 우측공급장치(102)를 회전한다. 이와같은 방향이 도면부호 262로 표시된 화살표에 의해 나타나 있다.

제 1기어(248)는 구동벨트(252)를 경유하여 위성기어의 회전시킬 수 있게 작동함으로써 동일 방향으로의 제 2기어(254)의 회전을 야기하고 또한 제 3기어(258)의 회전을 야기시켜 좌측 롤러쌍(108)이 도면번호 264로 표시된 화살표에서와 같이 반대방향으로 회전한다.

제 16a도 내지 제 16c도에서 설명하고자 하는 공급기는 제 13도 내지 14c도의 공급기(186)의 또다른 변형 실시예이다. 본 실시예에서, 공급기(27)는 반대방향으로 좌측 공급장치(104)에 부여된 방향과 반대 방향인 우측 공급장치의 회전운동을 제공하도록 제 1 및 제 2기어(200,204) 사이에 공회전 기어(274)를 사용하는 우측 구동장치(272)를 구비한다. 구동장치(276)는 제 13도 내지 제 14c도 공급기(186)의 좌측 구동장치(198)와 거의 동일하므로 더 이상 설명하지 않기로 한다.

이제 제 17a도 내지 제 178c도를 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따라 구성된 복동식 유성형 공급기(250)의 정면도 및 부분 측면도가 도시되어 있다.

외향표면 배열에서 공급기(180)는 제 11, 제 12, 제 13, 제 14a, 제 15a도 및 제 16a도와 관련하여 설명한 좌우측 유성형 공급장치(102,104)를 사용하므로 여기서 다시 설명하지 않는다.

전기모터(282)는 샤프트(284)와 도면부호 286 및 288로 표시한 좌,우측 구동장치를 경유하여 공급축(110)에 대한 반대방향으로 좌,우측 공급장치를 구동시킨다.

우측구동장치(286)는 모터샤프트(284)에 장착된 제 1기어(290), 위성기어(292), 우측 공급장치(102)의 축(295)에 장착된 제 2기어(294) 및 양쪽 치형의 구동벨트(296)를 포함한다. 좌측구동장치(288)는 제 1기어(298), 한쪽 치형의 구동벨트(300)와 우측 공급장치(104)의 축에 장착된 제 2기어(302)를 포함한다. 위성기어(292)와 좌측 구동장치(288)의 제 1기어(298)는 공통축(304)를 경유해 회전할 수 있도록 접속된다.

모터(282)는 제 17b도의 화살표(308)로 도시된 방향으로 제 2기어(294)를 구동시키도록 양쪽 치형의 구동벨트(296)의 제 1치형 측면(306)을 구동시키도록 결합하여 작동하는 제 1기어(290)를 구동시키도록 작동됨으로써, 동일 방향으로 우측공급장치(102)를 구동하게 된다. 구동벨트(296)는 도면부호 310으로 도시된 그 제 2측면이 위성기어(292)를 구동시키도록 배열된다. 기어(292)와 제 2구동장치(288)의 제 1 및 제 2기어(298,302)는 모터 샤프트(284)의 회전방향에 대하여 화살표(312)로 도시된 반대방향으로 회전된다.

이제, 제18a, 18b, 19도 및 20도를 참조하면, 대략적으로 도시한 다수의 공급기를 설명한다. 세 개의 공급기는 내향표면 롤러쌍을 가지고, 반대방향으로 좌우측 공급장치(102,104)를 동시에 구동하기 위한 단일 구동벨트를 사용하는 다양한 형상의 전송장치를 갖는 것을 특징으로 한다.

제 18a도 및 제 18b도에는 본 실시예에서 사용된 구동장치를 제외하고는 제 11도 및 제 13도와 관련하여 설명하고 도시한 공급기와 유사하게 구성된 공급기(320)가 도시되어 있다.

공급기(320)는 한쪽 치형의 구동벨트(324), 모터(327)의 구동샤프트(326)에 장착된 구동기어(325) 및 위성기어(328)를 포함하는 구동장치(322)를 사용한다. 기어(325,328)는 각각 도면부호 330과 332로서 표시된 평행축에 대해 회전하도록 장착된다. 우측 공급장치(102)는 구동벨트(324)와 결합구동하기 위한 기어(336)의 축(334)에 결합되어 있다. 좌측 공급장치(104)는 구동벨트(324)와 결합 구동하기 위한 기어(340)의 축(338)에 결합되어 있다.

전술한 바와같이, 구동벨트는 도면번호 342로 표시한 치형을 갖는 4개의 기어(326,328,336,340)와 각각 결합하도록 배열된다. 모터(327)의 작동은 구동벨트를 경유하여 4개의 기어를 회전하게 하여 좌우측 공급장치(102,104)가 서로 반대방향으로 회전하게 된다.

제 19도를 참조하면, 본 실시예에서의 공급기(342)는 구동기어(325)와 위성기어(328)가 평행이기보다 오히려 서로 수직인 각각의 축(330,332)에 대해 회전하도록 배열된다는 점을 제외하고는 제 18a도 및 제 18b도의 공급기와 유사하다.

제 20도를 참조하면, 본 실시예에서의 공급기(344)는 구동기어(325)와 위성기어(328)가 모터샤프트(326)에 의해 한정되는 공통축(346)에 대해 회전하도록 배열된다는 점을 제외하고는 제 18a도 및 제 18b도의 공급기와 유사하다. 본 실시예에 따르면, 위성기어가 모터샤프트(326)에 장착된다 할지라도 베어링에 의해 구동되지 않고 구동벨트(324)에 의해 구동되도록 적당한 베어링에 의해 장착된다. 대체안으로서 위성기어가 모터샤프트에서 분리되어 공통축에 장착될 수도 있다.

제 21도를 참조하면, 본 발명의 대체안에 의해 치형에 의한 차동전송장치를 사용하는 복동식 공급기(120)를 도시한다. 본 실시예에서, 각각의 좌,우측 공급장치(102,104)는 그 각각의 롤러쌍(106,108)이 외향으로 마주보도록 배열된다.

공급장치(102,104)는 차동 전송장치(214)를 구동하는 전기모터(212)에 의해 구동된다. 전송장치(214)는 모터샤프트(218)에 장착된 구동기어(216)를 포함한다. 우측 공급장치(102)는 축(220)을 경유해 제 1 나선기어(222)에 부착된다. 좌측 공급장치(104)는 축(224)를 경유하여 제 2 나선기어(226)에 부접된다. 상기 공급장치(102,104)와 모터(212)는 기어(216,222,216,226)가 상기 장치(102,104)의 각 반대방향 회전을 제공하여 결합구동하도록 배열된다.

제 22에는 공회전 기어(234)를 제 1 및 제 2기어(222,226)사이에 제공하며 모터(212)와 구동기어(216)를 외부에 장착한 것을 제외하면 일반적으로 거의 동일한 전송장치(214)인 치형 차동 전송장치(232)를 사용하는 복동식 공급기(230)가 도시되어 있다. 본 실시예에서, 구동기어(216)는 제 2기어(226)에만 직접 결합한다. 제 2기어(226)가 구동기어(216)에 의해 회전할 때 기어(226)의 회전운동은 공회전 기어(234)를 경유하여 제 1기어(222)에 전송하고 제 1기어(222)의 회전을 제공함으로써 좌측 공급장치(104)를 회전하는 반대방향으로 우측공급장치(102)를 회전하게 한다.

이제, 제 23a도와 23b도를 참조하면, 본 발명에 따라 구성되고 작동하는 한 쌍의 복동식 누름 공급기(352)가 제공되어 있는 도면번호 350으로 도시된 용접장치가 도시되어 있다. 본 실시예에서, 공급기(352)는 제 10도의 조절가능한 나사기구(178)와는 물론, 제 11도에 도시기재된 공급기와 거의 유사하므로 설명을 생략한다. 공급기 성분은 제 11도에 도시한 바와같은 도면번호로 도시되어 있다. 그러나, 공급기(352)는 제 8a도 내지 제 22도와 관련하여 도시하고 설명한 공급기일 수 있다.

장치(350)는 하우징(354), 공급도관(356), 및 용접헤드(357)를 포함한다. 하우징(354)은 용접봉이 하우징에 장착된 복동식 공급기(352)에 의해 자유로이 공급될 수 있도록 전극 용접봉(360)을 유지하고 자유로이 회전할 수 있는 릴(358)을 포함하는 것이 적합하다. 공급기(352)는 공통 공급축(362)을 따라 그리고 공급도관(356)의 제 1개구부 내측으로 용접봉(360)을 공급하도록 장착된다. 도관(356)은 용접헤드(357)와 연결되어 있어서 용접헤드를 경유해 용접봉을 공급할 수 있다. 도관(356)의 길이는 통상적으로 3.0∼4.5m의 범위에 있으며 사용하는 공급기의 유형, 용접봉의 직경 및 경도와 용접봉을 공급하는 속도에 따라 6-8미터로 조절할 수도 있다.

이제 제 24도를 참조하면 본 발명의 실시예에 따라 작동하도록 구성되는 복동식 공급기(372)를 사용하는 도면번호 170로 도시된 거위목형 용접건이 도시되어 있다. 본 실시예에서는 공급기(372)는 제 11도에 예시된 구조이며 본 실시예의 이해를 위해 필요한 경우를 제외하고는 다시 언급하지 않기로 한다. 공급기 성분은 제 11도에 도시한 도면번호와 같은 번호를 사용한다.

본 실시예에서는 제 11도의 공급기 구조를 상기 거위목형 용접건에 채용하기 위해서 장착 프레임(156; 제 11도)를 제공하지 않으나, 구동장치(166,168)는 각각의 좌,우측 공급장치(102,104)에 직접 인접하게 제공되며 모터(170)는 구동장치 사이에 위치한다. 모터(170)는 이중 단부의 구동샤프트(373)를 더 포함하는데, 이들의 각 단부는 관련 구동장치와 결합구동하도록 되어 있다. 본 변형 실시예에는 제 11도의 공급기에 대해 설명한 것보다 일반적으로 더 경사져 있으며 더 길다란 공급기를 제공하므로, 거위목형 용접건에 적용하는데 더욱 적합함을 알 수 있다.

대체 실시예로서, 공급기(372)는 상술한 공급기와 실제로 같다.

용접건(370)은 공급도관(374)과 연결되고 하우징(376)과 용접헤드(378)를 포함한다. 하우징(376)은 작동시 공급기(372)가 포함하는 공급축(378)을 따라 그리고 공급도관(372)에 대한 전극 용접봉(376)을 공급하도록 복동식 공급기(372)를 포함하는 것이 적합하다. 도관의 길이(372)는 통상 3.0-4.5m의 범위내에 있을 수 있으며 사용되는 공급기의 유형, 용접봉의 직경 및 경도와 용접봉을 공급하는 속도에 따라 16-28m의 범위내에 있을 수도 있다.

이제 제 25도를 참조하면, 도면부호 380으로 도시된 권총형 용접건은 본 발명의 실시예에 따라 작동하도록 구성된 복동식 공급기(382)를 사용한다. 본 실시예에서 공급기(382)는 제 21도에서 설명하는 바와같은 구조이므로 이하 다시 설명하지는 않는다. 공급기 성분은 제 21도에서 사용한 도면번호를 같이 사용하도록 한다. 그러나 공급기(382)는 상술한 공급기의 유형일 수 있다는 것은 명백하다.

용접건(380)은 공급도관(384)과 결합되며, 핸들(385), 하우징(386)과 용접헤드(388)를 포함한다. 하우징은 작동시, 공급기(382)가 회전하는 공급축(388)을 따라 그리고 공급도관(384)을 경유해 전극 용접봉(387)을 공급하도록 복동식 공급기(382)를 포함한다. 도관(384)의 길이는 통상 3.0-4.5m의 범위내에 있는 것이 바람직하며, 사용하는 공급기 유형, 용접봉의 직경 및 경도 그리고 용접봉을 공급하는 속도에 따라 16-28m 범위내에 있을 수도 있다.

본 기술분야의 당업자라면 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 기재된 것에 의해 한정되지 않음을 알 수 있을 것이며 본 발명의 범위는 단지 청구범위에 의해 한정되어 있음을 이해할 것이다.

Claims (15)

1. 용접봉을 공급하기 위한 유니버셜 유성형 공급기의 헤드에 있어서, 용접봉 공급축을 한정하고 상기 공급축 주위에서 고속회전하는 길다란 중공형 몸체와; 상기 공급축에 대해 서로 엇갈린 각도방향으로 공급축에 장착되어 상기 공급축 주위에서 상기 몸체와 함께 회전할 수 있도록 상기 몸체와 결합된 복수의 유성형 롤러쌍으로서, 상기 유성형 롤러가 상기 공급축에 대해 서로 간격을 두고 있으며 미리 예정된 접촉라인을 따라 용접봉과 동시에 결합 할 수 있는 형상의 원주변 공급면을 각각 한정하고 있으며, 상기 각각의 원주변면이 공급축으로부터 편심각만큼 엇갈려 있는 평면상에서 직각으로 교차되어 있는 복수의 유성형 롤러쌍과; 상기 롤러와 상기 공급축 사이의 편심각을 조절하여, 상이한 크기의 직경을 갖는 용접봉의 크기범위내에서 선택된 용접봉의 외브 형상과 일치하고 상기 공급축에 평행하게 롤러 공급면의 형상을 선택함으로써, 상기 롤러공급면과 선택된 직경을 갖는 용접봉 사이에 최대 접촉면적을 제공하도록, 상기 공급축에 수직인 축에 대해 상기 롤러를 피붓기키는 수단; 및 롤러 공급면과 용접봉 사이의 접촉라인을 따라 용접봉에 수직한 힘을 부여하도록 상기 공급축쪽의 반경방향으로 상기 롤러쌍을 동시에 압박하는 수단을 포함함으로써; 상기 원통형 몸체와 롤러가 상기 공급축 주위에서 회전할 때, 상기 롤러는 상기 접촉라인을 따라 용접봉에 접선방향의 힘을 부여하도록 작동하여 상기 용접봉을 공급축을 따라 공급하는 것을 특징으로 하는 용접봉 공급용 유니버셜 유성형 공급기 헤드.
2. 제 1항에 있어서, 상기 압박수단은 반경 방향의 힘을 롤러에 동시에 부여하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접봉 공급용 유니버셜 유성형 공급기 헤드.
3. 제 2항에 있어서, 상기 반경방향의 힘을 롤러에 동시에 부여하기 위한 수단은, 상기 몸체에 장착된 제 1단부 및 제 2단부를 갖는 탄성 압축부재와; 상기 유성형 롤러쌍중 하나와 각각 결합되며, 관련 롤러와 결합되는 제 1단부 및 자유단부인 제 2단부를 가지며, 상기 몸체의 미리 예정된 위치에 힌지식으로 장착되는 한 쌍의 레버; 및 상기 각 레버의 제 2단부와 상기 압축부재의 제 2단부 사이에 위치되어 상기 압축부재로부터 상기 관련 결합레버로 힘을 전송하도록 작동하는 힘 전송수단을 포함하며; 상기 레버는 힘 전송수단에 의한 힘의 부여에 응답하여 그에 대응하는 반경방향의 힘을 상기 관련 롤러에 부여하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 용접봉 공급용 유니버셜 유성형 공급기 헤드.
4. 제 3항에 있어서, 상기 힘 전송수단은, 상기 레버의 제 2단부와 접촉 결합하고 상기 레버의 상기 제 2단부와 상기 압축부재 사이에 위치하는 힘 전송부재, 및 상기 압축부재의 제 2단부에 대한 상기 힘 전송부재의 위치를 조절하여 상기 레버와 상기 롤러로부터 전송된 힘을 조절하는 조절수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접봉 공급용 유니버셜 유성형 공급기 헤드.
5. 제 1항에 있어서, 상기 유성형 공급기 헤드는 상기 공급축에 수직한 반경방향의 축을 따라 상기 몸체에 장착되고 상기 몸체에 인접한 개방단부를 갖는 한 쌍의 중공형 피스톤 부재를 더 포함하며, 상기 각 피스톤 부재는 상기 롤러중 하나를 내장하는 구조이고 일반적으로 반경 방향으로 연장되며 한 쌍 이상의 좌우 대칭형 개구로 형성되어 있는 측벽을 가지며, 상기 각 롤러는 한 쌍 이상의 개구를 통해 돌출하도록 상기 반경방향의 축에 대하여 직각으로 연장하는 축을 경유해 관련 피스톤상에 장착되는 것을 특징으로 하는 용접봉 공급용 유니버셜 유성형 공급기 헤드.
6. 제 1항에 있어서, 상기 각각의 롤러는 미리 설정된 지름을 갖는 용접봉 지름범위의 중간 지름에 일치하도록 선택된 쌍곡면 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 용접봉 공급용 유니버셜 유성형 공급기 헤드.
7. 제 1항에 있어서, 상기 롤러와 공급축 사이의 편심각을 조절할 수 있도록 상기 공급축에 수직인 축에 대해 상기 각각의 롤러를 피붓시키기 위한 수단은,의 공식에 따른 조절 각도(δ)로 상기 각각의 롤러를 피붓시키기 위한 수단을 포함하며, 상기 공식에서, d₁,d₂는 선택된 용접봉의 지름이며, B는 상기 공급축에 평행한 롤러의 폭이며,이며, D_m은 상기 롤러 형상에 일치되게 미리 설정된 중간 용접봉 지름이며, α_m는 상기 공급축에 수직인 기준축과 상기 기준축에 수직인 롤러 단부 사이의 각도인 것을 특징으로 하는 용접봉 공급용 유니버셜 유성형 공급기헤드.
8. 용접봉 공급방법에 있어서, 용접봉 공급축에 대해 약간 이격되게 회전할 수 있는 한 쌍의 유성형 롤러를 사용하는 단계와; 각 롤러와 선택된 지름 크기의 용접봉 사이에 최대 접촉라인을 제공하도록 롤러의 방향을 정하는 단계와; 상기 롤러와 용접봉 사이의 접촉라인을 따라 용접봉에 수직한 힘을 부여하도록 공급축의 반경 방향으로 상기 롤러를 동시에 압박하는 단계; 및 상기 접촉라인을 따라 접선방향의 힘을 용접봉에 부여하여 공급축을 따라 용접선을 공급하도록 상기 공급축에 대하여 롤러를 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접봉 공급방법.
9. 제 8항에 있어서, 상기 방향을 정하는 단계는 상기 롤러와 공급축 사이의 편심각을 조절하여 상기 공급축에 평행하고 상이한 직경을 갖는 용접봉의 직경범위로부터 선택된 용접봉의 외부 구조와 일치하는 롤러 외부형상을 선택할 수 있도록 각각의 롤러를 공급축에 수직한 축에 대해 피붓시키는 단계를 포함 것을 특징으로 하는 용접봉 공급방법.
10. 용접봉을 공급하기 위한 유성형 공급기의 헤드에 있어서, 용접봉 공급축을 한정하고 상기 공급축 주위에서 고속회전하는 길다란 몸체와, 상기 공급축에 수직한 반경방향축을 따라 상기 몸체에 장착되고 상기공급축에 인접한 개방단부 및 반경방향으로 연장하고 한 쌍 이상의 좌우 대칭의 개방부가 형성된 측벽을 가지며, 상기 공급축 주위에서 상기 몸체와 함께 회전하는 한 쌍의 중공형 피스톤부재와, 상기 한 쌍 이상의 개구부를 통해 돌출하도록 상기 반경 방향의 축에 대해 직각으로 연장하는 축을 경유해 장착되고 상기 각각의 피스톤 부재내에 각각 수용되며, 상기 공급축에 대해 서로 엇갈리게 장착되며, 상기 공급축에 대해 서로 간격을 두고 각각의 접촉라인을 따라 동시에 용접선과 결합되게 각각의 원주변 공급면을 한정하고 있는 복수의 유성형 롤러, 및 상기 피스톤 부재를 상기 공급축쪽의 반경방향으로 압박하여 상기 롤러 공급면과 용접봉 사이의 접촉라인을 따라 용접봉에 수직한 힘을 부여하는 압박수단을 포함함으로써, 상기 몸체, 피스톤 및 롤러가 상기 공급축에 대해 회전할 때, 상기 롤러는 접촉 라인을 따라 접선방향의 힘을 용접봉에 부여하여 상기 공급축을 따라 용접봉을 공급하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 용접봉을 공급하기 위한 유성형 공급기의 헤드.
11. 제 10항에 있어서, 각 피스톤 부재내의 한 쌍 이상의 개구부는 상기 축 단부를 수용하는 제 1대칭형 개구 및 상기 롤러의 원주변부를 수용하는 제 2대칭형 개구를 포함하며, 상기 몸체는 원주변면을 갖는 오목부를 가지며, 상기 원주변면의 내부에는 상기 피스톤 부재내의 제 1 및 제 2개구쌍과 결합하는 서로 대칭되게 반경방향으로 연장하는 서로 엇갈린 홈들이 형성되어 있으며, 상기 홈의 제 1쌍은 상기 축단부를 수용하고 제 2쌍은 상기 롤러의 주변부를 수용할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 용접봉을 공급하기 위한 유성형 공급기의 헤드.
12. 공급축을 따라 용접봉을 공급하기 위한 장치에 있어서, 기저부와; 공급축을 따라 용접봉을 공급하도록 상기 공급축에 대해 회전하게 상기 기저부상에 설치되는 제 1 및 제 2유성형 공급수단; 및 미리 예정된 공급방향으로 상기 공급축을 따라 용접봉을 공급하도록 상기 공급축에 대해 미리 예정된 제 1회전방향으로 제 1유성형 공급수단을 회전시키며, 미리 예정된 공급방향으로 상기 공급축을 따라 용접봉을 공급하도록 상기 제 1회전방향과 대향하는 상기 공급축에 대한 미리 예정된 제 2회전방향으로 상기 제 2유성형 공급기 수단을 회전시키는 회전수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 공급축에 따른 용접봉 공급장치.
13. 제 12항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2유성형 공급수단은, 정지시 상기 공급축에 대해 수직인 힘을 부여하고 상기 회전수단에 의한 상기 제 1유성형 공급수단의 회전시 상기 공급축을 따라 부여되는 축방향의 힘성분 및 제 1방향으로 상기 공급축에 대해 부여되는 비틀림력 성분을 포함하는 힘을 용접봉에 부여하도록 구성되어 있고 상기 공급축 주위에 서로 엇갈리게 배열되어 있는 제 1롤러 쌍, 및 상기 공급축에 대해 수직인 힘을 부여하고 상기 회전수단에 의한 상기 제 2유성형 공급수단의 회전시 상기 공급축을 따라 부여되는 축방향의 힘성분 및 제 2방향으로 상기 공급축에 대해 부여되는 비틀림력 성분을 포함하는 힘을 용접봉에 부여하도록 구성되어 있고 상기 공급축 주위에 서로 엇갈리게 배열되어 있는 제 2롤러 쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 공급축에 따른 용접봉 공급장치.
14. 하우징과, 상기 하우징에 결합되며 제 2단부를 갖는 용접봉 공급도관과, 용접헤드, 및 상기 용접헤드쪽으로 상기 도관을 따라 용접봉을 공급하고 용접봉 공급축을 한정하며 상기 하우징내에 설치되는 공급장치를 포함하는 용접장치로서, 기저부와; 공급축을 따라 용접봉을 공급하도록 상기 공급축에 대해 회전하게 상기 기저부상에 설치되는 제 1 및 제 2유성형 공급수단; 및 미리 예정된 공급방향으로 상기 공급축을 따라 용접봉을 공급하도록 상기 공급축에 대해 미리 예정된 제 1회전방향으로 제 1유성형 공급수단을 회전시키며, 미리 예정된 공급방향으로 상기 공급축을 따라 용접봉을 공급하도록 상기 제 1회전방향과 대향하는 상기 공급축에 대한 미리 예정된 제 2회전방향으로 상기 제 2 유성형 공급기 수단을 회전시키는 회전수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접장치.
15. 공급축을 따라 용접봉을 공급하기 위한 방법에 있어서, 용접봉 공급축에 대해 회전할 수 있도록 한 쌍 이상의 유성형 공급기를 사용하는 단계와, 미리 예정된 공급방향으로 공급축을 따라 용접봉을 공급하도록 상기 공급축에 대해 미리 예정된 제 1회전방향으로 상기 제 1유성형 공급기를 회전시키는 단계; 및 미리 예정된 공급방향으로 상기 공급축에 따라 용접봉을 공급하도록 미리 예정된 상기 제 1회전방향과 반대인 상기 공급축에 대한 미리 예정된 제 2회전방향으로 제 2유성형 공급기를 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공급축에 따른 용접봉 공급방법.