KR100530961B1 - 분기관 용접장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분기관 용접장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 주관부재와 이와 연통되는 분지관 부재를 상호 용접하여 하나의 분기관을 형성함에 있어, 상기 주관부와 분지관부재의 안정된 협지를 통해 정밀도 높은 제품의 생산이 가능하고, 또 생산공정상에서는 이들의 공급 및 배출과 용접이 연속적으로 이루어져 생산성이 향상되며, 냉각시간의 확보로 안정된 품질이 확보될 수 있도록 한 분기관 용접장치에 관한 것이다.

Description

분기관 용접장치{WELDING APPARATUS FOR BRANCHED TUBE}

본 발명은 분기관 용접장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 주관부재 및 이와 연통되는 분지관부재를 상호 용접하여 하나의 분기관을 형성함에 있어,상기 주관부재와 분지관부재의 안정된 협지를 통해 정밀도 높은 제품의 생산이 가능하고, 또 생산공정상에서는 이들의 공급 및 배출과 용접이 연속적으로 이루어져 생산성이 향상되며, 냉각시간의 확보로 안정된 품질이 확보될 수 있도록 한 분기관 용접장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 엔진 또는 냉각수 등을 포함한 순환기 계통에 설치되어 유체 순환경로를 확보하는 소구경의 분기관(100)은, 도 5에서 보는 바와 같이 주관부재(110)와 분지관부재(120)가 용접을 통해 단일몸체를 이룬 형태로 이루어지며, 이러한 분기관(100)은, 가결합된 주관부재(110)와 분지관부재(120)의 접합부(W) 화염을 분사시켜 예열시킨 다음, 이 예열된 접합부(W)에 선형의 가용물을 접단시켜 제작되게 된다.

이러한 분기관을 제작함에 있어, 가조립된 주관부재가 분지관 부재가 안정되게 고정되지 아니하면 정형화된 분기관을 얻기는 사실상 어렵고, 또 신속한 배출을 위해 주관부재와 분지관부재간의 접합부위가 완전히 냉각되기 이전에 외력이 가해 배출시키게 되면, 접합부위에 크랙이나 변형이 발생될 수도 있다.

그런데 이러한 분기관을 생산함에 있어, 상기 품질적인 면과 더불어 생산적인 면도 요구된다.

물론, 상기 주관부재와 분지관부재의 접합부에 화염과 선형의 용융물을 제공하여 완전히 접합시킨 다음, 일정시간 기다려 접합 부위가 완전히 냉각된 다음, 배출하게 되면 품질의 안정성은 확보될 수 있을 것이다.

그러나, 상기 냉각시간의 소모에 따른 사이클 타이밍이 길어지는 문제점을 가지게 되어, 생산성이 저하되게 된다. 그리고 완전히 냉각되지 아니한 상태의 분기관을 파지하여 배출하여야 하므로, 작업자의 안전이 확보되지 아니한다.

그런데 당분야에서는 실질적으로 생산성의 향상을 꾀하기 위해 후자의 방법을 채택하고 있으며, 불량이 발생될 소지를 감안하여 수압테스트를 별도로 실시하고 있는 실정이다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 지그상에 마련된 클램프 수단에 주관부재와 분지관부재를 협지시킨 다음, 이 클램프 수단에 협지된 부재들에 화염을 가해 예열하고 선형의 가용물을 공급하여 이들 부재들이 단일몸체를 이루도록 하는 장치로, 개선된 클램프 수단에 의해 주관부재와 분지관부재의 개별적인 협지가 가능하여 정형화된 제품의 생산이 가능하고, 또 생산공정상에서는 작업자를 통한 모재의 공급 및 제품의 배출과정과, 예열수단과 가용물 공급수단을 통한 용접공정이 실질적으로 동시에 이루어져, 품질안정성과 생산성의 향상을 함께 꾀할 수 있도록 한 분기관 용접장치를 제공함에 있다.

상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 분기관 용접장치는,

골격을 형성하는 프레임 구조체와;

상기 프레임 구조체에 설치되며, 구동모터로부터 제공된 회동력에 의해 회전되는 지그와;

상기 지그의 가장자리에 방사형태로 배설되어, 가조립된 주관부재와 분지관부재를 협지 고정하는 복수개의 클램프 수단과;

상기 클램프 수단에 의해 고정된 주관부재와 분지관부재간의 접합부에 화염을 분사하여, 접합부를 예열하는 예열수단; 및

상기 예열된 주관부재와 분지관부재의 접합부에 선형의 가용물을 공급하는 가용물 공급수단을 포함하여 구성되며;

상기 클램프 수단은, 가조립된 주관부재와 분지관부재가 안치되는 베드와; 상기 베드에 수직관통되게 설치된 피스톤 로드의 선단에 고정되어 피스톤 로드의 진퇴작용에 의해 베드에 안치된 주관부재를 수직가압하여 협지하는 실린더형 클램프와; 일단이 상기 베드에 힌지 고정되며 타단에 베드에 안치된 분지관부재를 가압하여 협지하는 가압단이 형성된 가압레버, 및 일단이 상기 베드에 힌지 고정되고 중앙부가 상기 가압레버의 중앙부에 힌지 결속되어, 타단을 통해 외력을 가함으로써 가압레버를 선회시키도록 된 손잡이레버를 포함하여 이루어진 토글형 클램프가 각각 마련된 형태이고;

상기 예열수단은, 복수의 화염분사관이 서로 마주보게 방사상으로 배설되어 사방에서 화염을 분사할 수 있도록 구성된 화염분사구가 실린더의 피스톤 로드에 고정되어, 피스톤 로드의 진퇴작용에 의해 클램프 수단에 의해 협지 고정된 주관부재와 분지관 부재간의 접합부쪽으로 진퇴하도록 구성된 형태이며;

상기 가용물 공급수단은, 선형의 가용물을 연속적으로 공급하는 가용물 공급구가 피스톤 로드의 선단에 고정되어, 클램프 수단에 의해 협지 고정된 주관부재와 분지관 부재의 접합부쪽으로 진퇴하도록 구성된 형태인 것을 특징으로 하고 있다.

그리고 바람직하게는, 상기 예열수단과 가용물 공급수단이 배설된 측의 지그상부에 상광하협한 형상의 흡기구가 마련되어, 이 흡기구를 통해 용접공정에서 발생된 유독가스가 신속히 배출될 수 있도록 구성된다.

또한 바람직하게는, 상기 클램프 수단은 90°씩 회전되는 지그의 상부 가장자리에 방사구조를 이루어 정사각 형태로 일변에 한 쌍씩 배설되고, 지그 일편에 마련된 한 쌍의 예열수단과 가용물 공급수단에 의해 한 싸이클에 2개의 분기관이 동시 제작될 수 있도록 구성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제공하고 있는 분기관 용접장치를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에서 바람직한 일실시예로 제공하고 있는 분기관 용접장치의 사시도이고, 도 2는 상기 도 1에 도시된 분기관 용접장치에서, 클램프 수단의 전체구조를 보여주는 것이며, 도 3은 상기 도 1에 도시된 분기관 용접장치에서, 예열수단의 전체구조를 보여주는 것이고, 도 4는 상기 도 1에 도시된 분기관 용접장치에서, 가용물 공급수단의 전체구조를 보여주는 것이다.

본 발명에서 바람직한 실시예로 제공하고 있는 분기관 용접장치(1)는, 도 1에서 보는 바와 같이 장치의 전체적인 골격을 형성하는 프레임 구조체(10)에, 구동모터(21)로부터 제공된 회동력을 제공받아 회전되는 원반형의 지그(20)가 설치된 형태로, 상기 지그(20)의 상면 가장자리를 따라 가조립된 주관부재와 분지관부재를 협지하여 고정하는 복수개의 클램프 수단(30)이 방사구조로 배설되어 있으며, 상기 지그(20)의 일측 가장자리 쪽을 향해 상기 클램프 수단(30)에 의해 고정된 주관부재와 분지관부재간의 접합부에 화염을 분사하여 접합부를 예열하는 한 쌍의 예열수단(40)이 설치되어 있으며, 상기 한 쌍의 예열수단(40)의 상측으로 상기 예열된 주관부재와 분지관부재의 접합부에 선형의 가용물을 공급하는 한 쌍의 가용물 공급수단(50)이 각각 설치되어 구성되어 있다.

여기서 본 실시예에서 채택하고 있는 클램프 수단(30)은, 도 2에서 보는 바와 같이 가조립된 주관부재(110)와 분지관부재(120)가 안치되는 베드(31)에, 주관부재를 협지하는 실린더형 클램프(32)와 분지관부재를 협지하는 토글형 클램프(33)가 각각 설치된 형태이다.

상술하면 본 실시예에 따른 클램프 수단(30)에 있어서, 상기 실린더형 클램프(32)는, 상기 베드(31)의 하부에서 베드(31)를 수직관통하도록 설치된 피스톤 로드(32a)의 선단에 협지구(32b)가 고정되어, 피스톤 로드(32a)의 진퇴작용에 의한 협지구(32b)의 승강에 의해 베드(31)상에 안치된 주관부재(110)를 협지구(32b)가 수직가압하여 협지하도록 구성되어 있다. 한편, 상기 토글형 클램프(33)는 상기 실린더형 클램프(32)와 직교하는 방향으로 상기 베드(31)상에 일단이 힌지(H) 고정되고 타단에는 베드(31)에 안치된 분지관부재(120)를 가압하여 협지하는 가압단(33a-a)이 형성된 가압레버(33a)와, 일단이 상기 베드(31)에 힌지(H) 고정되며 중앙부가 상기 가압레버(33a)의 중앙부에 힌지(H) 결속되며, 타단에는 손잡이가 마련되어 외력을 가하여 상기 가압레버(33a)를 선회시키도록 구성된 손잡이레버(33b)를 포함하여 이루어져 있다.

상기와 같이 베드(31)에 실린더형 클램프(32)와 토글형 클램프(33)를 각각 마련하게 되면, 베드(31)에 안치된 주관부재(110)와 분지관부재(120)의 개별적인 협지가 이루어지게 되므로, 가조립된 주관부재(110)와 분지관부재(120)의 보다 안정적인 협지상태를 유지할 수 있게 된다.

그리고, 상기한 바와 같이 상기 클램프 수단(30)이 배설된 지그(20)의 일측으로, 클램프 수단(30)에 고정된 도 5에서 보는 바와 같이 주관부재(110)와 분지관부재(120)간에 접합부(W)를 갖는 형태의 분기관(100)에 화염을 분사하여 접합부(W)를 예열시키는 도 3에 도시된 형태의 예열수단(40)과, 상기 예열된 접합부(W)에 선형의 가용물(53)을 공급하는 도 4에 도시된 형태의 가용물 공급수단(50)이 한 쌍씩 마련되어 있다.

상기 예열수단(40)과 가용물 공급수단(50)의 구조를 상술하면, 기본적으로 주관부재(110)와 분지관부재(120)간의 접합부(W)에 화염을 분사하여 예열시키는 화염분사구(42)와, 선형의 가용물(53)을 상기 예열된 주관부재(110)와 분지관부재(120)간의 접합부(W)에 연속적으로 공급하는 가용물 공급구(52)가, 각각 공압 실린더(41, 51)의 피스톤 로드(41a, 51a)에 고정되어, 피스톤 로드(41a, 51a)의 진퇴작용에 의해 상기 클램프 수단(30)에 협지된 주관부재(110)와 분지관부재(120)간의 접합부(W)로의 진출입이 가능하도록 구성되어 있다.

도면을 보아 상기 예열수단(40)의 화염분사구(42)는, 복수개 화염분사관(42a)들이 서로 마주보게 방사구조로 배설되어, 클램프 수단(20)에 협지된 주관부재(110)와 분지관부재(120)간의 접합부(W)에 사방으로 화염을 분사할 수 있도록 구성된 구조로, 상기 화염분사구(42)는 상기한 바와 같이 공압실린더(41)의 피스톤 로드(41a)의 선단에 고정되어, 피스톤 로드(41a)의 진퇴작용에 의해 상기 클램프 수단(30)에 협지된 주관부재(110)와 분지관부재(120)간의 접합부(W)로의 진출입이 가능하게 된다.

그리고 상기 가용물 공급수단(50)은, 선형의 가용물(53)을 상기 주관부재(110)와 분지관부재(120)간의 접합부(W)에 연속적으로 공급하는 가용물 공급구(52)가 공압실린더(51)의 피스톤 로드(51a)의 선단에 고정된 형태로, 마찬가지로 상기 피스톤 로드(51a)의 진퇴작용에 의해 지그(20)에 배설된 상기 클램프 수단(30)에 의해 협지된 주관부재(110)와 분지관부재(120)간의 접합부(W)로의 진출입이 가능하게 된다.

이렇게 예열수단(40)과 가용물 공급수단(50)이, 클램프 수단(30)에 협지된 주관부재(110)와 분지관부재(120)간의 접합부(W)로의 진출입이 가능하도록 구성되면, 클램프 수단(30)이 배설된 지그(20)의 회동시 예열수단(40)과 가용물 공급수단(50)이 클램프 수단(30)과 간섭되는 문제점이 원천적으로 해결될 수 있게 된다.

그리고, 상기 예열수단(40)과 가용물 공급수단(50)은 클램프 수단(30)에 협지된 주관부재(110)와 분지관부재(120)간의 접합부(W)에 보다 긴밀히 접근하여, 화염과 선형의 용접부재(53)를 안정되게 공급할 수 있게 되므로, 용접공정이 보다 안정적으로 이루어져 양질의 제품을 생산할 수 있게 된다.

이렇게 구성된 본 발명에 따른 분기관 용접장치(1)를 사용하여 용접을 실시할 경우, 회전하는 지그(20)의 일편에서는 작업자에 의해 가조립된 주관부재(110)와 분지관부재(120)를 클램프 수단(30)에 고정하는 공급공정과 용접이 완료된 분기관(100)을 클램프 수단(30)에서 탈리시키는 배출공정이 수행되며, 이와 동시에 지그(20)의 다른 일편에서는 예열수단(40)과 가용물 공급수단(50)을 통한 주관부재(110)와 분지관부재(120)간의 용접공정이 이루어지게 된다.

따라서, 예열수단(40)과 가용물 공급수단(50)을 통해 가조립된 주관부재(110)와 분지관부재간(120)의 용접이 완료되기를 작업자가 기다리는 비작업시간이 사라지게 되어, 제품의 생산에 따른 싸이클 타이밍이 단축되는 이점을 가질 수 있다.

그리고, 용접이 완료된 분기관이 작업자에게 도달하여 회수되는 소정의 시간이 확보되고, 이 회수시간에 미냉각된 분기관의 접합부가 완전히 냉각될 수 있어, 종래 미냉각된 분기관을 신속히 배출함에 따른 변형의 발생이 예방되므로, 제품의 안정성이 확보될 수 있는 것이다.

한편 본 실시예에서는, 상술한 바와 같이 도 1에서 보는 바와 같이 상기 지그(20)상에 클램프 수단(30)들을 방사구조로 배설함에 있어, 한변에 2개의 클램프 수단(30)을 배설하여 전체적으로 지그(20)상에 클램프 수단이 정사각형태로 배설되도록 하고, 상기 한변에 배설된 클램프 수단(20)과 각각 대응되게 지그(20)의 일편에 한 쌍의 예열수단(40)과 가용물 공급수단(50)을 마련하고 있는데, 이렇게 구성하게 되면, 한 싸이클에 한 쌍의 분기관(100)의 용접이 이루어질 수 있어, 작업의 효율성이 크게 향상되는 이점을 가질 수 있다.

그리고 이때에는 상기 지그(20)는, 예열수단(40)과 가용물 공급수단(50)에 일 변씩 노출될 수 있도록 한 번에 90°의 회전각을 가진다.

그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 클램프 수단(30)들의 수나 배치형태는 조정될 수 있으며, 이에 맞추어 예열수단(40)과 가용물 공급수단(50)의 배치도 달리할 수 있다.

또한 본 발명에서는 보다 바람직한 실시예로, 상기 지그(20)의 상부에 프레임 구조체(10)에 고정된 흡기구(60)를 마련하고 있다. 도면을 보아 본 실시예에서 채택하고 있는 흡기구(60)는, 유해가스의 집진이 용이한 하광상협한 형상을 취하고 있다.

이렇게 지그(20)의 상부에 하광상협한 형상의 흡기구(60)를 마련하게 되면, 용접공정에서 발생된 유독가스가 신속히 배출되므로, 쾌적한 작업환경의 확보될 수 있게 된다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 분기관 용접장치는, 기본적으로 회전식 지그를 채택하여, 작업자에 의한 가조립된 주관부재와 분지관부재를 클램프 수단에 고정하는 공급과 용접이 완료된 분기관을 클램프 수단에서 탈리시키는 배출공정, 및 예열수단과 가용물 공급수단을 통한 주관부재와 분지관부재간의 용접공정이 동시에 이루어지도록 구성되어 있어, 고생산성이 확보되고, 용접이 완료된 분기관의 냉각시간이 확보되므로, 신속한 배출에 따른 분기관의 변형을 막을 수 있다.

특히, 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안된 클램프 수단은 가조립된 상태의 주관부재와 분지관부재를 각각 협지하도록 되어 있으며, 예열수단과 가용물 공급수단은 공압실린더에 의해 자체적으로 클램프 수단으로의 진출입이 가능하도록 구성하고 있어, 실질적으로 용접되는 주관부재와 분지관부재의 가결합 상태가 보다 안정되게 유지될 수 있게 된다.

또한 전술한 바와 같이 지그의 상부에 흡기구를 마련하게 되면, 용접공정에서 발생된 유독가스가 신속히 배출되므로, 쾌적한 작업환경의 확보될 수 있다.

도 1은 본 발명에서 바람직한 일실시예로 제공하고 있는 분기관 용접장치의 사시도이고,

도 2는 상기 도 1에 도시된 분기관 용접장치에서, 클램프의 구조를 보여주는 것이며,

도 3은 상기 도 1에 도시된 분기관 용접장치에서, 예열수단의 전체구조를 보여주는 것이고,

도 4는 상기 도 1에 도시된 분기관 용접장치에서, 가용물 공급수단의 전체구조를 보여주는 것이며,

도 5는 시중에 일반적으로 통용되고 있는 분기관을 보여주는 것이다.

**** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****

1. 분기관 용접장치 10. 프레임 구조체

20. 지그 30. 클램프 수단

31. 베드 32. 실린더형 클램프

33. 토글형 클램프

40. 예열수단 50. 가용물 공급수단

60. 흡기구

100. 분기관 110. 주관부재

120. 분지관부재

Claims (3)

1. 골격을 형성하는 프레임 구조체와;

   상기 프레임 구조체에 설치되며, 구동모터로부터 제공된 회동력에 의해 회전되는 지그와;

   상기 지그의 가장자리에 방사형태로 배설되어, 가조립된 주관부재와 분지관부재를 협지 고정하는 복수개의 클램프 수단과;

   상기 클램프 수단에 의해 고정된 주관부재와 분지관부재간의 접합부에 화염을 분사하여, 접합부를 예열하는 예열수단; 및

   상기 예열된 주관부재와 분지관부재의 접합부에 선형의 가용물을 공급하는 가용물 공급수단을 포함하여 구성되며;

   상기 클램프 수단은, 가조립된 주관부재와 분지관부재가 안치되는 베드와; 상기 베드에 수직관통되게 설치된 피스톤 로드의 선단에 고정되어 피스톤 로드의 진퇴작용에 의해 베드에 안치된 주관부재를 수직가압하여 협지하는 실린더형 클램프와; 일단이 상기 베드에 힌지 고정되며 타단에 베드에 안치된 분지관부재를 가압하여 협지하는 가압단이 형성된 가압레버, 및 일단이 상기 베드에 힌지 고정되고 중앙부가 상기 가압레버의 중앙부에 힌지 결속되어, 타단을 통해 외력을 가함으로써 가압레버를 선회시키도록 된 손잡이레버를 포함하여 이루어진 토글형 클램프가 각각 마련된 형태이고;

   상기 예열수단은, 복수의 화염분사관이 서로 마주보게 방사상으로 배설되어 사방에서 화염을 분사할 수 있도록 구성된 화염분사구가 실린더의 피스톤 로드에 고정되어, 피스톤 로드의 진퇴작용에 의해 클램프 수단에 의해 협지 고정된 주관부재와 분지관 부재간의 접합부쪽으로 진퇴하도록 구성된 형태이며;

   상기 가용물 공급수단은, 선형의 가용물을 연속적으로 공급하는 가용물 공급구가 피스톤 로드의 선단에 고정되어, 클램프 수단에 의해 협지 고정된 주관부재와 분지관 부재의 접합부쪽으로 진퇴하도록 구성된 형태인 것을 특징으로 하는 분기관 용접장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 예열수단과 가용물 공급수단이 배설된 측의 지그상부에 상광하협한 형상의 흡기구가 마련되어, 이 흡기구를 통해 용접공정에서 발생된 유독가스가 신속히 배출될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 분기관 용접장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 클램프 수단은 90°씩 회전되는 지그의 상부 가장자리에 방사구조를 이루어 정사각 형태로 일변에 한 쌍씩 배설되고, 지그 일편에 마련된 한 쌍의 예열수단과 가용물 공급수단에 의해 한 싸이클에 2개의 분기관이 동시 제작될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 분기관 용접장치.