KR101739035B1 - 인장 시험편 셋팅 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인장 시험편을 죠우에 삽입하여 실험을 준비하는 인장 시험편 셋팅 장치에 있어서, 상기 인장 시험편 셋팅 장치의 양측에 위치하는 가이드를 따라 상기 시험편을 상기 죠우로 이동시켜 수직을 맞추는 수직맞춤부 및 상기 시험편의 라운드 가공부를 인식하여 상기 시험편의 중심을 인장 시험 기계의 중심과 맞추는 중심맞춤부를 포함하는 인장 시험편 셋팅 장치를 제공한다.

Description

인장 시험편 셋팅 장치{Tensile specimens setting device}
실시예는 인장 시험편을 셋팅하기 위해 수직맞춤부와 중심맞춤부를 구비하는 인장 시험편 셋팅 장치에 관한 것이다.
일반적으로 금속 재료의 기계적 물성평가 기법으로 사용되는 대표적인 시험법은 인장 시험법(tensile test)으로, 이를 통하여 소재의 항복강도, 인장강도, 가공경화지수, 응력계수, 균일 연신율 등의 데이터를 구할 수 있다. 상기 인장 시험법은 시험편에 인장력(tension)을 작용시켜 상술한 기계적 특성을 산출하고, 이를 바탕으로 기계적 특성에 맞는 철강의 적적한 분야로의 적용을 도모하는데 기여한다.
도 1은 종래 인장시험편을 고정하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 인장시험은 가공된 시험편(2)을 시험기 상부 그립(3) 및 하부 그립(4)에 장착하는데, 이때, 인장시험편을 고정하는 죠우에 수직 및 중심을 정확하게 맞추는 작업이 매우 중요하다.
만약 중심일치가 되지 않을 경우 인장시험데이터 값이 상이하게 검출되고 기기의 힘이 일측으로 작용함으로 기기 작동에러가 발생한다.
또한, 개별적 크기로 가공되는 서험편들을 죠우에 장착하는 작업이 수작업과, 작업작의 목측으로 수직 맞춤과 중심 일치 작업이 이루어기고 있어 셋팅 시간이 과다하게 소요되는 등의 문제점도 나타나고 있다.
대한민국 등록 특허 제1262376호.
실시예는 다양한 크기와 폭으로 가공되는 시험편들을 죠우에 장착시 기기와의 좌우 및 상하 중심일치가 가능하고, 상하부 죠우 물림시 수직이 일치하도록 하는 인장 시험편 셋팅 장치를 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예는, 인장 시험편을 죠우에 삽입하여 실험을 준비하는 인장 시험편 셋팅 장치에 있어서, 상기 인장 시험편 셋팅 장치의 양측에 위치하는 가이드를 따라 상기 시험편을 상기 죠우로 이동시켜 수직을 맞추는 수직맞춤부; 및 상기 시험편의 라운드 가공부를 인식하여 상기 시험편의 중심을 인장 시험 기계의 중심과 맞추는 중심맞춤부;를 포함한다.
상기 수직맞춤부는, 상기 시험편의 양측에서 상기 시험편을 지지하는 이동대, 상기 이동대와 연결되어 상기 이동대를 구동시키는 모터, 및 상기 모터의 구동에 의해 상기 이동대를 이동시키는 구동부재,를 포함할 수 있다.
상기 이동대와 연결되어 상기 시험편의 위치를 고정하는 롤러를 더 포함할 수 있다.
상기 롤러는 상기 롤러를 회전시키기 위한 내측모터가 연결될 수 있다.
상기 구동부재는 복수로 구비되어 상기 이동대의 외측면에서 가이드와 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 이동대는 상기 시험편을 탄성지지하는 복수의 지지부가 구비될 수 있다.
복수의 상기 지지부는 상기 이동대의 양측에 각각 복수로 구비될 수 있다.
상기 지지부는 볼로 구성되며, 상기 볼은 상기 이동대에 형성되는 삽입홈과 상기 삽입홈의 외측에 고정되는 고정하우징 사이에 위치하고, 상기 볼과 상기 삽입홈의 저면 사이에는 탄성부재가 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 고정하우징에는 상기 볼의 일 영역이 외측으로 돌출되도록 일정곡률을 가지는 지지홀이 형성될 수 있다.
상기 중심맞춤부는, 터치바하우징, 상기 터치바하우징 후방에 위치하는 센서, 상기 터치바하우징 전방에 위치하는 터치바, 상기 터치바와 연결되어 상기 터치바의 움직을 지지하는 지지부재 및 상기 지지부재와 상기 센서 사이에 위치하는 탄성체를 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 크기와 폭에 관계없이 시험편의 좌우 및 상하 중심을 일치시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 중심을 일치시킴으로 신뢰성 있고 재현성 있는 인장 시험값 획득이 가능하며, 자동으로 시험편의 수직과 중심 맞춤 작업으로 작업능률을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래 인장시험편을 고정하는 상태를 나타내는 도면이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인장 시험편 셋팅 장치를 나타내는 도면이고,
도 3은 도 2의 인장 시험편 셋팅 장치의 결합구성을 나타내는 도면이고,
도 4는 도 3의 구성요소인 수직맞춤부의 구성을 나타내는 도면이고,
도 5는 도 4의 이동대의 세부구성을 나타내는 도면이고,
도 6은 도 3의 구성요소인 중심맞춤부의 구성을 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예를 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명 실시 예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시 예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 실시 예의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 2 구성 요소는 제 1 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 1 구성 요소도 제 2 구성 요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명 실시 예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2 내지 도 6는, 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인장 시험편 셋팅 장치를 나타내는 도면이고, 도 3은 인장 시험편 셋팅 장치의 결합구성을 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 인장 시험편(10)은 양측 죠우(30)에 삽입되며, 죠우(30)의 외측에는 가이드(20)가 서로 마주보도록 구비된다.
인장 시험편(10)은 사각의 판 형상으로 마련되며, 상부와 하부가 고정되어 시험이 진행된다. 인장 시험편(10)은 중앙부가 내측으로 함입된 라운드 형상을 가지며, 인장 시험편(10)의 일 영역에는 수직맞춤부(100)와 중심맞춤부(200)가 위치할 수 있다.
가이드(20)는 죠우(30)의 양측에 위치하며, 수직맞춤부(100)와 중심맞춤부(200)의 이동을 가이드할 수 있다. 가이드(20)에는 작업자가 목측으로 알 수 있는 눈금이 형성되거나, 자동으로 맞춤작업을 하기 위한 거리센서(미도시)가 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 인장 시험편 셋팅 장치(1)는 시험편(10)의 수직을 맞추는 수직맞춤부(100)와 시험편을 시험기계의 중심과 일치시키는 중심맞춤부(200)를 포함할 수 있다.
수직맞춤부(100)는 시험편(10)의 직선영역에 위치하여 시험편(10)을 죠우(30)로 이동시키며, 중심맞춤부(200)는 시험편(10)의 라운드 가공부를 따라 이동하면서 시험편(10)의 중심을 인장시험 기계의 중심과 일치시킬 수 있다. 수직맞춤부(100)와 중심맞춤부(200)의 세부구성에 대해서는 아래에 다시 설명한다.
도 4는 인장 시험편 셋팅 장치의 구성요소인 수직맞춤부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 수직맞춤부(100)는 이동대(110), 모터(130), 구동부재(112) 및 롤러(132)를 포함할 수 있다.
이동대(110)는 시험편(10) 양측에서 시험편(10)을 지지한다. 이동대(110)는 판 형상으로 마련되어 시험편(10)의 양측에 서로 마주보도록 위치하며, 별로의 연결부재에 의해 연결될 수 있다. 이동대(110)의 마주보는 면에는 복수의 지지대(150)가 형성되어 시험편(10)을 탄성지지할 수 있다. 지지부(150)의 구성에 대해서는 아래에 다시 설명한다. 이동대(110)는 시험편(10)의 끝단을 맞추는 역할을 수행할 수 있다.
모터(130)는 이동대(110)의 외측에서 회전축(136)에 의해서 이동대(110)와 연결되며, 이동대(110)를 이동시킨다. 이때, 이동대(110)는 모터(130)의 구동에 의해 가이드(20)를 따라 죠우(30) 방향으로 전진 또는 후진을 할 수 있다.
구동부재(112)는 모터(130)의 구동에 의해 이동대(110)를 죠우(30)의 중심을 향해 이동시킬 수 잇다. 구동부재(112)는 가이드(20)를 따라 이동대(110)의 이동을 용이하게 한다. 일실시예로, 구동부재(112)는 복수로 마련되며, 구동부재(112)의 일측은 이동대(110)의 외측과 연결될 수 있다. 구동부재(112)의 타측은 가이드(20)와 연결될 수 있으며, 가이드(20)를 따라서 이동이 가능하다. 구동부재(112)의 종류에는 제한이 없으며, 이동을 위한 다양한 수단이 사용될 수 있다.
롤러(132)는 이동대(110)와 연결되어 시험편(10)의 위치를 고정할 수 있다. 롤러(1320는 양측 이동대(110) 사이에서 지지되며, 롤러(132)는 롤러(132)를 회전시키기 위한 내측모터(136)와 연결될 수 있다. 롤러(132)는 시험편(10)과 닿아 시험편(10)을 지지하며, 내측모터(136)와 연결되어 시험편(10)을 전후방향으로 이동시켜 시험편(10)과 죠우(30)의 중심을 일치시킬 수 있다.
도 5는 수직맞춤부의 이동대의 세부구성을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 이동대(110)의 내측면에는 시험편(10)을 탄성지지하는 복수의 지지부(150)가 구비될 수 있다. 지지부(150)는 마주보는 이동대(110)의 각각에 복수로 구비될 수 있다.
일실시예로, 지지부(150)는 볼로 구성될 수 있으며, 볼은 이동대(110)에 형성되는 삽입홈(158)과 삽입홈(158)의 외측에 고정되는 고정하우징(152) 사이에 위치하며, 볼과 상기 삽입홈(158)의 저면사이에는 탄성부재(156)가 위치할 수 있다.
고정하우징(152)에는 볼의 일 영역이 외측으로 돌출되도록 일정곡률을 가지는 지지홀(153)이 형성될 수 있다. 지지홀(153)은 볼과 삽입홈(158)의 저면 사이에 위치하는 탄성부재(156)에 의해서 볼이 빠지지 않도록 볼의 중심 직경보다 작은 크기로 형성될 수 있다. 고정하우징(152)은 복수의 고정부재(154)에 의해 이동대(110)에 결합할 수 있다.
볼은 탄성부재(156)의 탄성에 의해 가이드의 내측 방향으로 지속적인 힘이 가해지며, 이로 인해 시험편(10)이 삽입되어 볼 사이에 위치하는 경우, 시험편(10)이 죠우(30)와 접촉하는 것을 방지할 수 있으며, 이로 인해 시험편(10)의 표면을 보호할 수 있어 더욱 정확한 시험 결과를 얻을 수 있다.
도 6은 인장 시험편 셋팅 장치의 구성요소인 중심맞춤부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 중심맞춤부(200)는 터치바하우징(210), 센서(250), 터치바(220), 지지부재(230) 및 탄성체(240)를 포함할 수 있다.
터치바하우징(210)은 수직맞춤부(100)와 일정거리 이격되도록 위치하며, 구성요소들이 위치하는 내부공간이 형성된다.
센서(250)는 터치바하우징(210) 후방에 위치하며, 터치바(220)의 동작을 감지하여 시험편(10)의 이동을 제어하도록 신호를 송출한다. 센서(250)의 종류는 제한을 받지 않으며, 다양한 종류의 센서가 사용될 수 있다.
터치바(230)는 시험편(10)과 맞닿아 시험편(10)의 움직임을 감지할 수 있으며, 터치바하우징(210) 전방에 위치한다. 터치바(220)는 센서와 전기적으로 접촉되어진 상태로 존재하며, 터치바(220)의 이동에 맞추어 센서(250)와의 접촉이 끊어질 수 있다.
지지부재(230)는 일측이 터치바(220)와 연결되며, 타측에 걸림부가 형성되어 터치바(220)가 동작하는 경우에도 터치바(220)가 터치바하우징(210)으로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
탄성체(240)는 지지부재(230)와 센서(250) 사이에 위치하며, 터치바(220)를 전방으로 가압한다. 탄성체(240)의 가압에 의해 터치바(220)가 시험편(10)의 라운드 가공부를 인식할 수 있다. 시험편(10)과 시험기의 중심을 맞추기 위해서 시험편을 이동시키는 경우, 터치바(220)가 시험편(10)의 라운드 가공부에 도달시 터치바(220)가 전방으로 이동하며, 이때 센서(250)와의 접촉이 끊어지게 된다. 센서(250)와의 접촉이 끊어지면, 시험편(10)을 움직이던 롤러(132)가 동작을 중지하게 된다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 다른 시험편의 셋팅 방법에 대해 설명한다.
실험자는 시험하고자 하는 시험편(10)의 폭을 제어부(미도시)에 입력하면, 제어부(미도시)는 시험기의 중심에서 롤러(132)가 설치된 끝을 계산한다. 이후 계산된 결과에 따라 모터(130)를 구동시켜 이동대(110)가 전진을 하게 되며, 이때 이동대(110)에 조립된 롤러(132)가 함께 이동하여 시험편(10)과 접촉하는 위치로 이동한다.
이동대(110)가 이동 후 작업준비가 완료되면, 작업자는 시험기 전면에서 시험편(100을 죠우(30) 사이에 삽입하게 되며, 시험편(10)의 후면은 이동대(110)에 연결된 롤러(132)와 접촉을 한다. 이때 이동대(110)에 조립된 복수의 지지부(150)는 시험편(10)을 밀어 죠우(30)의 중심에 위치하도록 하며, 죠우(30)와 시험편(10)의 접촉을 방지하여 시험편(10)의 표면을 보호할 수 있다.
이러한 인장 시험편 셋팅 장치(1)는 시험편(10)의 상하부에 복수로 구비될 수 있으며, 시험편(10)의 상하가 모두 롤러(132)와 접촉을 하면, 시험편은 상하부 죠우(30)의 중심에 위치하게 된다.
시험편(10)과 죠우(30)의 중심을 일치시킨 후, 시험기와 시험편의 중심을 일치시킨다. 시험편(10)이 안착된 상태에서 롤러(132)와 연동된 내측모터(136)를 회전시키면 롤러(132)가 회전을 하게 된다. 이때 시험편(10)은 롤러(132)에 의해 이동하게 되며, 시험편(10)의 라운드 가공부에 인접하여 위치하던 터치바(220)가 시험편(10)의 라운드 가공부로 전진을 하게 된다.
터치바(220)가 라운드 가공부에 도달시 터치바하우징(210) 후방에 위치하는 센서(250)와 접촉이 끊어지게 되며, 회전을 하고 있던 롤러(132)가 정지하여 시험편(10)이 이동을 멈추게 된다.
이와 같은 과정으로 인장 시험편은 죠우의 중심에 위치하게 되며, 시험편과 시험기의 중심을 일치시킬 수 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 인장 시험편 셋팅 장치
10 : 시험편
20 : 가이드
30 : 죠우
100 : 수직맞춤부
110 : 이동대 112 : 구동부재
130 : 모터 132 : 롤러
150 : 지지부 152 : 고정하우징
153 : 지지홀 154 : 고정부재
156 : 탄성부재 158 : 삽입홈
200 : 중심맞춤부
210 : 터치바하우징 220 : 터치바
230 : 지지부재 240 : 탄성체
250 : 센서

Claims (10)

  1. 인장 시험편을 죠우에 삽입하여 실험을 준비하는 인장 시험편 셋팅 장치에 있어서,
    상기 인장 시험편 셋팅 장치의 양측에 위치하는 가이드를 따라 상기 시험편을 상기 죠우로 이동시켜 수직을 맞추는 수직맞춤부; 및
    상기 시험편의 라운드 가공부를 인식하여 상기 시험편의 중심을 인장 시험 기계의 중심과 맞추는 중심맞춤부;
    를 포함하며,
    상기 수직맞춤부는,
    상기 시험편의 양측에서 상기 시험편을 지지하는 이동대, 상기 이동대와 연결되어 상기 이동대를 구동시키는 모터, 및 상기 모터의 구동에 의해 상기 이동대를 이동시키는 구동부재를 포함하고,
    상기 이동대와 연결되어 상기 시험편의 위치를 고정하는 롤러
    를 더 포함하는 인장 시험편 셋팅 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 롤러는 상기 롤러를 회전시키기 위한 내측모터가 연결되는 인장 시험편 셋팅 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 구동부재는 복수로 구비되어 상기 이동대의 외측면에서 가이드와 연결되는 것을 특징으로 하는 인장 시험편 셋팅 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 이동대는 상기 시험편을 탄성지지하는 복수의 지지부가 구비되는 인장 시험편 셋팅 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    복수의 상기 지지부는 상기 이동대의 양측에 각각 복수로 구비되는 인장 시험편 셋팅 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 지지부는 볼로 구성되며,
    상기 볼은 상기 이동대에 형성되는 삽입홈과 상기 삽입홈의 외측에 고정되는 고정하우징 사이에 위치하고,
    상기 볼과 상기 삽입홈의 저면 사이에는 탄성부재가 위치하는 것을 특징으로 하는 인장 시험편 셋팅 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 고정하우징에는 상기 볼의 일 영역이 외측으로 돌출되도록 일정곡률을 가지는 지지홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 인장 시험편 셋팅 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 중심맞춤부는,
    터치바하우징,
    상기 터치바하우징 후방에 위치하는 센서,
    상기 터치바하우징 전방에 위치하는 터치바,
    상기 터치바와 연결되어 상기 터치바의 움직을 지지하는 지지부재 및
    상기 지지부재와 상기 센서 사이에 위치하는 탄성체
    를 포함하는 인장 시험편 셋팅 장치.
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