KR101583224B1 - 토치케이블에 삽입되는 원형핀 인출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토치헤드, 상기 토치헤드 하단에 결합되며 가스공급용호스와 적어도 하나 이상의 전선들이 외피에 포위된 상태로 구성된 토치케이블, 상기 토치케이블의 전선을 상기 토치헤드의 외경에 압착 고정시키는 압착링, 실린더의 동력으로 전, 후 왕복 이동하며 전면에는 상기 토치케이블의 가스공급용 호스에 삽입되어 지는 원형핀이 돌출 설치된 가동대, 상기 가동대의 전면에 연결프레임으로 연결 구성되며 상기 가동대의 동작으로 전, 후 왕복 이동하는 작동대, 상기 작동대의 내부에 설치되며 중앙에는 상기 압착링이 끼워져 있는 토치헤드가 삽입되기 위한 삽입구멍을 가지며 상기 작동대의 이동에 따라 상기 작동대의 내경에 형성되어 있는 테이퍼부를 타고 내측으로 오무려지며 상기 삽입구멍에 삽입되어 있는 상기 압착링을 압착하는 가압툴, 상기 가동대와 상기 작동대 사이에 선단이 위치하며 끝단은 지면에 고정 설치되는 원형핀 인출 가이드 및 상기 원형핀 인출 가이드의 선단에 설치되며 중앙에는 상기 원형핀이 관통하기 위한 유로가 형성되고 전방은 상기 원형핀 인출 가이드 외부로 노출된 상태에서 상기 작동대와 함께 후방으로 이동하는 상기 토치헤드와 접촉하며 상기 토치헤드가 더 이상 후방으로 이동하지 않도록 차단하여 상기 토치케이블에 삽입되어 있는 상기 원형핀만 인출될 수 있도록 하는 인출 프레임을 포함하여 구성한 토치케이블에 삽입되는 원형핀 인출장치를 제공한다.

Description

토치케이블에 삽입되는 원형핀 인출장치{Torch cable for welding}

본 발명은 토치케이블에 삽입되는 원형핀 인출장치에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 토치케이블과 토치헤드를 연결하기 위해 상기 토치케이블의 외경에 끼워진 압착링을 압착하는 과정에서 스프링라이너 및 탄산가스의 통로를 확보하기 위해 상기 토치케이블 내부로 삽입되어 있는 원형핀이 상기 압착링의 압착력에 상관없이 상기 토치케이블 외부로 용이하게 빼낼 수 있도록 한 토치케이블에 삽입되는 원형핀 인출장치에 관한 것이다.

통상 탄산가스(CO2) 용접은 와이어 공급 장치에 의해 반자동이나 자동으로 공급되는 전선에 의하여 연속적으로 토치헤드에 전기 공급을 하여 아크방전을 일으켜 탄산가스로 용접작업을 진행하게 된다. 이때 탄산가스 용접에 사용되는 토치구조는, 일단부에 팁이 체결되어 용접을 수행하게 하는 용접관, 이 용접관을 전단부에 고정되게 하는 고정관이 형성된 토치헤드, 이 토치헤드의 후단부에 결합되는 가스호스연결관, 이 가스호스연결관에 연결되어 상기 토치헤드로 탄산가스를 공급함과 더불어 전기동선이 상기 토치헤드 후단부에 링 타입의 동 밴드로 결합되어 전류를 전달하는 연결동관, 상기 토치헤드와 가스호스연결관을 감싸는 상태로 가스 및 전류 공급을 제어하는 버튼이 구비된 손잡이로 이루어져 있다.

종래 탄산가스용접기는 토치헤드에 동, 알루미늄 혹은 기타합금 재질로 제작된 전선들을 연결동관 상에 구리제의 동 밴드로 압착하여 고정하여서 된 것이므로, 전선들을 통하여 전류가 토치헤드로 전달될 때 각 전선 사이의 공간부 및 연결동관과 전선들 간에 간극에 의하여 고압 고 전류의 전달이 매우 불량하게 이루어지게 됨과 아울러 전류의 간극저항에 의하여 동 밴드 부위에 고열이 발생하게 되어 탄산가스용접기의 성능을 저하하고 수명을 단축시키게 되었다.

더욱이 동 밴드의 경우, 압착 작업시 도 1에서와 같이 그 내경의 변형이 많이 발생하여 울퉁불퉁한 요철 형태를 가지게 되며 이는 결과적으로 전선(22)과 전선(22) 사이 그리고 전선(22)과 동 밴드(200) 사이에 공간을 더욱 크게 형성시켜 더욱 많은 열을 발생시키게 됨으로서 토치 자체의 수명을 단축시킴은 물론 고온의 열에 의해 작업자가 용접 작업을 더 이상 수행할 수 없는 상황까지 초래하게 된다.

한편, 토치케이블의 내부에는 가스 공급용 호스가 내설되고, 상기 가스 공급용 호스의 내부에는 용접와이어의 이송을 가이드하는 스프링라이너가 내설되는 데, 이때 상기 가스 공급용 호스가 내설된 토치케이블의 외경을 동밴드로 너무 강하게 압착할 경우, 상기 가스 공급용 호스가 막혀 용접와이어가 통과하지 못하는 불량을 야기시킬 우려가 있다.

또한 종래 일반적인 기술로는 동 밴드로 토치케이블과 토치헤드를 연결한다 하더라도 상기 동밴드에는 다량의 열이 전달되는 것을 차단할 수 없는 바, 토치헤드를 잡은 작업자의 손으로 동밴드의 열이 고스란히 전해지는 문제점을 해소할 수 없다.

문헌 1: 대한민국 특허청 등록특허공보 등록번호 제 10-0529551 호

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 토치케이블과 토치헤드를 연결하기 위해 상기 토치케이블의 외경에 끼워진 압착링을 압착하는 과정에서 스프링라이너 및 탄산가스의 통로를 확보하기 위해 상기 토치케이블 내부로 삽입되어 있는 원형핀이 상기 압착링의 압착력에 상관없이 상기 토치케이블 외부로 용이하게 빼낼 수 있도록 한 토치케이블에 삽입되는 원형핀 인출장치를 제공함에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 압착링을 진공 열처리 하여 열팽창률을 줄여 용접 작업시 저항값에 의한 열이 발생하여도 전선을 감싸고 있는 압착링의 늘어남을 방지하여 발열을 최소화할 수 있도록 한 토치케이블에 삽입되는 원형핀 인출장치를 제공함에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상기 압착링의 외경에 단열테이프로 테이핑 처리하여 압착링의 열이 작업자에게 전해지는 것을 최소화할 수 있도록 한 토치케이블에 삽입되는 원형핀 인출장치를 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 토치헤드, 상기 토치헤드 하단에 결합되며 가스공급용호스와 적어도 하나 이상의 전선들이 외피에 포위된 상태로 구성된 토치케이블, 상기 토치케이블의 전선을 상기 토치헤드의 외경에 압착 고정시키는 압착링, 실린더의 동력으로 전, 후 왕복 이동하며 전면에는 상기 토치케이블의 가스공급용 호스에 삽입되어 지는 원형핀이 돌출 설치된 가동대, 상기 가동대의 전면에 연결프레임으로 연결 구성되며 상기 가동대의 동작으로 전, 후 왕복 이동하는 작동대, 상기 작동대의 내부에 설치되며 중앙에는 상기 압착링이 끼워져 있는 토치헤드가 삽입되기 위한 삽입구멍을 가지며 상기 작동대의 이동에 따라 상기 작동대의 내경에 형성되어 있는 테이퍼부를 타고 내측으로 오무려지며 상기 삽입구멍에 삽입되어 있는 상기 압착링을 압착하는 가압툴, 상기 가동대와 상기 작동대 사이에 선단이 위치하며 끝단은 지면에 고정 설치되는 원형핀 인출 가이드 및 상기 원형핀 인출 가이드의 선단에 설치되며 중앙에는 상기 원형핀이 관통하기 위한 유로가 형성되고 전방은 상기 원형핀 인출 가이드 외부로 노출된 상태에서 상기 작동대와 함께 후방으로 이동하는 상기 토치헤드와 접촉하며 상기 토치헤드가 더 이상 후방으로 이동하지 않도록 차단하여 상기 토치케이블에 삽입되어 있는 상기 원형핀만 인출될 수 있도록 하는 인출 프레임을 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

상기 압착링은 진공 열처리하여 제작함이 바람직하다.

상기 압착링의 외경에는 단열테이프가 테이핑 처리되도록 구성함이 바람직하다.

본 발명은 토치케이블과 토치헤드를 연결하기 위해 상기 토치케이블의 외경에 끼워진 압착링을 압착하는 과정에서 스프링라이너 및 탄산가스의 통로를 확보하기 위해 상기 토치케이블 내부로 삽입되어 있는 원형핀이 상기 압착링의 압착력에 상관없이 상기 토치케이블 외부로 용이하게 빼내 다음 작업을 진행할 수 있어 작업성을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

또한 본 발명은 압착링을 진공 열처리 하여 열팽창률을 줄여 용접 작업시 저항값에 의한 열이 발생하여도 전선을 감싸고 있는 압착링의 늘어남을 방지하여 발열을 최소화할 수 있는 효과를 가진다.

또한 본 발명은 압착링의 외경에 단열테이프로 테이핑 처리하여 압착링의 열이 작업자에게 전해지는 것을 최소화할 수 있는 상승적인 효과를 가진다.

도 1은 종래 일반적인 압착링의 단면 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 탄산가스 용접기에 사용되는 토치케이블 및 토치헤드의 구조를 입체적으로 도시한 도면.
도 3은 도 2의 단면을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 토치케이블에 삽입되는 원형핀 인출장치의 구성을 입체적으로 도시한 도면.
도 5는 도 4의 평면을 도시한 도면.
도 6과 도 7은 본 발명에 따른 토치케이블에 삽입되는 원형핀 인출장치의 동작 상태를 순차적으로 도시한 도면들.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.
첨부된 도 2는 본 발명에 따른 탄산가스 용접기에 사용되는 토치케이블 및 토치헤드의 구조를 입체적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 단면을 도시한 도면이다.
도 2와 도 3에서 도시하고 있는 바와 같이, 탄산가스용접기는 하단으로 호스연결용니플(14)이 연장 형성되고 내부에는 와이어 및 탄산가스를 통과시키기 위한 구멍(12)이 관통 형성된 토치헤드(10)와, 상기 토치헤드(10)의 호스 연결용 니플(14)이 끼워지기 위한 가스공급용호스(18)가 센터에 구비되고, 상기 가스공급용호스(18)의 외주면을 따라 구비되는 적어도 하나 이상의 전선(22)들이 배치되며 상기 전선(22) 주위면을 포위하는 피복재인 외피(24)로 이루어진 토치케이블(16) 그리고 상기 토치헤드(10)의 외경에 끼워지며 상기 토치케이블(16)의 전선(22)을 상기 토치헤드(10)에 압착 고정시키는 압착링(26)을 포함하여 구성한다.
상기 가스공급용호스(18)의 내경에는 스프링라이너(20)가 내설되며, 상기 스프링 라이너(20)는 송급장치(미 도시 함)를 통해 송급되는 용접와이어(미 도시 함)를 토치헤드(10)로 이송시키도록 가이드하게 된다.
한편, 상기 압착링(26)은 언급한 바와 같이 토치케이블(16)의 전선(22)을 상기 토치헤드(10)에 압착 고정시킬 목적으로 제공되는 것으로서 이때 상기 압착링(26)은 단순히 동 재질로 일반 성형하는 것이 아니라 동 재질을 이용하여 원형의 파이프 형태로 성형하되, 상기 성형된 압착링(26)을 진공 열처리하여 구성한 것에 특징을 가지며, 이는 열팽창률을 줄여 용접 작업시 저항값에 의한 열이 발생하여도 전선(22)을 감싸고 있는 상기 압착링(26)의 늘어남을 방지하여 발열을 최소화할 수 있도록 하기 위함이다.
즉, 압착링(26)을 단순히 동 재질을 이용하여 파이프 형태로 성형할 경우 전선(22)으로 전류를 흘려보냈을 때, 압착링(26)은 전류의 열에 의하여 팽창하게 되고, 전류가 끊기면 수축하는 형태를 반복하는 과정에서 압착링(26)의 형태나 내, 외경의 치수 등의 형상 변형이 많이 발생하는 문제점이 있으며, 이는 결과적으로 전선(22)과의 밀착력이 떨어져 전선(22)과 전선(22) 사이 그리고 전선(22)과 토치헤드(10) 사이에 공간을 크게 형성시켜 더욱 많은 열을 발생시키게 됨으로서 토치 자체의 수명을 단축시킴은 물론 고온의 열에 의해 작업자가 용접 작업을 더 이상 수행할 수 없는 상황까지 초래하게 된다.
이에 반하여, 본 발명과 같이 압착링(26)을 진공 열처리하여 구성할 경우 종래 일반적인 압착링(26)에 비해 열팽창률을 줄여 용접 작업시 저항값에 의한 열이 발생하여도 전선(22)을 감싸고 있는 압착링(26)의 늘어남이나 변형을 방지하여 전선(22)과의 밀착력을 지속적으로 유지해 발열을 최소화할 수 있게 되는 것이다.
상기 압착링(26)의 외면에는 다시 단열테이프(28)가 테이핑 처리된다. 상기 단열테이프(28)는 압착링(26)으로 전해진 열이 다시 작업자에게 전해지는 것을 최소화시키게 된다. 또한 상기 단열테이프(28)는 절연효과까지 구현하게 됨으로서 고전압, 고전류가 흐르는 탄산가스 토치의 장시간 작업시에도 안정성을 보장할 수 있게 된다.
한편, 상기 압착링(26)은 가압용금형에 삽입되어, 상기 가압용금형의 압력으로 토치케이블(16)의 전선(22)을 상기 토치헤드(10)에 압착 고정시키게 된다.
첨부된 도 4는 압착링을 압착하는 가압용금형 및 원형핀 삽입수단 그리고 원형핀 인출가이드의 전체 구성을 입체적으로 도시한 도면이고, 도 5는 도 4의 평면을 도시한 도면이다.
도 4와 도 5에서 도시하고 있는 바와 같이, 가압용금형은 내경이 테이퍼지도록 테이퍼부(33)가 형성된 작동대(32)와, 상기 작동대(32)의 내부에 끼워지며 중앙으로는 토치헤드(10)의 외경에 끼워져 있는 압착링(26)이 삽입되기 위한 삽입공간(34)을 형성한 상태에서 상기 작동대(32)의 전, 후 왕복 이동에 따라 상기 내경에 형성된 테이퍼부(33)를 통해 내측으로 오무려지며 상기 삽입공간(34)에 삽입되어 있는 압착링(26)을 가압하는 가압툴(36)을 포함한다. 이때 상기 작동대(32)는 후술하는 원형핀 삽입수단(40)인 가동대(46)의 동작에 따라 연동하여 전, 후 왕복 이동 동작을 수행하게 된다.
상기 원형핀 삽입수단(40)은 상기 가압용 금형으로 토치헤드(10)의 외경에 끼워져 있는 압착링(26)을 압착하기 전, 원형핀을 상기 토치헤드(10)의 구멍(12)을 거쳐 상기 토치헤드(10)에 연결 구성된 토치케이블(16)의 가스 공급용 호스(18)에 삽입시켜 토치케이블(16)의 외경에 끼워진 압착링(26)을 압착하는 과정에서 상기 가스 공급용 호스(18)가 찌그러져 용접 와이어나 가스가 통과하기 위한 통로가 막히지 않도록 상기 가스 공급용 호스(18)를 지지하는 수단이다.
상기 원형핀 삽입수단(40)은 구동수단인 실린더(42), 상기 실린더(42)의 로드(44)에 결합되며 상기 실린더(42)의 구동으로 전, 후 왕복 이동하는 가동대(46), 상기 가동대(46)와 연결프레임(50)으로 연결 구성되며 상기 가압용금형인 가압툴의 외면을 포위한 상태에서 상기 가동대(46)와 함께 전, 후 왕복 이동하는 작동대(32) , 상기 가동대(46)의 전면에 홀더로 고정 설치되며 상기 가동대(46)의 이동에 따라 상기 토치헤드(10)의 구멍(12)을 지나 토치케이블(16)의 가스 공급용 호스(26)의 내부로 삽입되어 지는 원형핀(48)을 포함한다.
상기 원형핀 인출 가이드(60)는 전술한 작동대(32)와 가동대(46) 사이에 위치한 상태에서 상기 가스 공급용 호스(26)의 내부로 삽입된 원형핀(48)이 압착링(26)을 압착하는 압력에 의해 토치헤드(10) 외부로 빠져나오지 못할 때, 이를 강제적으로 인출시킬 목적으로 제공되는 수단이다.
상기 원형핀 인출 가이드(60)는 끝단은 지면에 고정 설치되고 그 선단은 전술한 작동대(32)와 가동대(46) 사이에 위치토록 한다.
상기 원형핀 인출 가이드(60)의 선단에는 인출프레임(62)이 관통 설치된다. 상기 인출프레임(62)은 중앙으로 원형핀(48)이 통과하기 위한 유로(66)가 형성되며 그 전방은 상기 원형핀 인출 가이드(60) 외부로 노출 구성된 상태에서 가동대(46)의 동작으로 작동대(32)가 후방으로 이동하는 과정에서 가압툴(36)의 삽입구멍(34)에 끼워져 있는 토치헤드(10)의 선단과 접촉하며 토치헤드(10)가 후방으로 더 이상 이동하지 않도록 막아주게 되며, 이를 통해 상기 토치헤드(10)의 내부에 삽입되어 있는 원형핀(48)만 가동대(46)와 함께 후방으로 이동하며 토치헤드(10)에서 강제 인출될 수 있도록 유도하게 된다.

이하, 본 발명에 따른 토치케이블에 삽입되는 원형핀 인출장치의 작용을 첨부된 도 6과 도 7을 참조하여 기술하기로 한다.
먼저, 전선(22)이 덮혀져 있는 토치헤드(10)의 외경에 압착링(26)을 일차적으로 끼워넣은 후, 상기 압착링(26)이 끼워진 토치헤드(10)를 가압용 금형인 가압툴(36) 중앙의 삽입구멍(34)으로 삽입시키게 되면 상기 토치헤드(10)의 구멍으로는 원형핀(48)이 통과한 후, 상기 원형핀(48)은 토치케이블(16)의 내부에 구비된 가스 공급용 호스(18) 내부에 삽입되어 압착링(26)의 압착력에 의해 가스 공급용 호스(18) 내부가 막히거나 혹은 가스 공급용 호스(18)의 내부에 설치되어 있는 스프링 라이너(20)가 변형되지 않도록 지지하게 된다.
다음, 실린더(42)를 구동시켜 가동대(46)를 전진 이동시키게 되면 상기 가동대(46)와 연결프레임(50)으로 연결되어 있는 작동대(32) 역시 전진 이동하게 되며, 이에 따라 상기 작동대(32)의 내부에 끼워져 있는 가압툴(36)은 상기 작동대(32)의 내경에 형성된 테이퍼부를 통해 내측으로 오무려지며 삽입구멍(34)에 끼워져 있는 토치헤드(10)의 압착링(26)을 가압하여 압착 고정시키게 된다.
이어서, 실린더(42)를 구동시켜 가동대(46)를 후진 이동시키게 되면 상기 가동대(46)와 연결프레임(50)으로 연결되어 있는 작동대(32)는 후진 이동하게 되고 이에 따라 가압툴(36)은 외측으로 벌어지며 초기상태로 복귀하게 된다. 이때 토치헤드(10)를 지나 토치케이블(16)의 가스 공급용 호스(18) 내부에 삽입되어 있는 원형핀(48)은 압착링(26)의 압착에 의한 압력으로 가스 공급용 호스(18)에 강하게 밀착됨에 따라 원형핀(48) 자체만 빠져나오지 못하고 토치헤드(10)와 함께 후방으로 이동하게 되는 데, 이 과정에서 토치헤드(10)는 원형핀 인출 가이드(60)의 인출프레임(62) 전방(62a)에 접촉하며 더 이상 후방으로 이동하지 못하고 정지상태를 유지하게 됨으로서 상기 인출프레임(62)을 관통한 원형핀(48)만 후방으로 이동하며 토치케이블(16)에 삽입되어 있는 원형핀(48)만 자연스럽게 인출 동작시킬 수 있게 되는 것이다.

10: 토치헤드 16: 토치케이블
18: 가스 공급용 호스 20: 스프링 라이너
22: 전선 26: 압착링
32: 작동대 33: 테이퍼부
34: 삽입구멍 36: 가압툴
42: 실린더 46: 가동대
48: 원형핀 50: 연결프레임
60: 원형핀 인출 가이드 62: 인출프레임

Claims (3)

1. 토치헤드(10);
   상기 토치헤드(10) 하단에 결합되며 가스 공급용 호스(18)와 적어도 하나 이상의 전선(22)들이 외피(24)에 포위된 상태로 구성된 토치케이블(16);
   상기 토치케이블(16)의 전선(22)을 상기 토치헤드(10)의 외경에 압착 고정시키는 압착링(26);
   실린더(42)의 동력으로 전, 후 왕복 이동하며 전면에는 상기 토치케이블(16)의 가스 공급용 호스(18)에 삽입되어 지는 원형핀(48)이 돌출 설치된 가동대(46);
   상기 가동대(46)의 전면에 연결프레임(50)으로 연결 구성되며 상기 가동대(46)의 동작으로 전, 후 왕복 이동하는 작동대(32);
   상기 작동대(32)의 내부에 설치되며 중앙에는 상기 압착링(26)이 끼워진 토치헤드(10)가 삽입되기 위한 삽입구멍(34)을 가지며 상기 작동대(32)의 이동에 따라 상기 작동대(32)의 내경에 형성되어 있는 테이퍼부(33)를 타고 내측으로 오무려지며 상기 삽입구멍(34)에 삽입되어 있는 상기 압착링(26)을 압착하는 가압툴(36);
   상기 가동대(46)와 상기 작동대(32) 사이에 선단이 위치하며 끝단은 지면에 고정 설치되는 원형핀 인출 가이드(60) 및 ;
   상기 원형핀 인출 가이드(60)의 선단에 설치되며 중앙에는 상기 원형핀(48)이 관통하기 위한 유로(66)가 형성되고 전방(62a)은 상기 원형핀 인출 가이드(60) 외부로 노출된 상태에서 상기 작동대(32)와 함께 후방으로 이동하는 상기 토치헤드(10)와 접촉하며 상기 토치헤드(10)가 더 이상 후방으로 이동하지 않도록 차단하여 상기 토치케이블(16)에 삽입되어 있는 상기 원형핀(48)만 인출될 수 있도록 하는 인출 프레임(62)을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 토치케이블에 삽입되는 원형핀 인출장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 압착링(26)은 진공 열처리하여 제작함을 특징으로 하는 토치케이블에 삽입되는 원형핀 인출장치.
   
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 압착링(26)의 외경에는 단열테이프(28)가 테이핑 처리됨을 특징으로 하는 토치케이블에 삽입되는 원형핀 인출장치.
   
   
   
   

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