KR102275943B1 - 실린더의 용접용 변형 방지 장치 - Google Patents

실린더의 용접용 변형 방지 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 2개의 실린더를 원주 방향으로 용접할 때 원주 방향에 따른 용접 영역의 변형을 방지하기 위한 실린더의 용접용 변형 방지 장치는 2개의 실린더의 내부에 원주 방향을 따라 용접 영역에 배치되어 용접 영역의 용접 시 원주의 중심 방향으로 용접 영역의 변형을 저지하는 내부 변형 방지부 및 용접 영역을 사이에 두고 내부 변형 방지부와 대향 배치되어 용접 영역의 용접 시 중심 방향의 반대 방향으로 용접 영역의 변형을 저지하는 외부 변형 방지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

실린더의 용접용 변형 방지 장치{APPARATUS FOR PREVENTING WELDING DEFORMATION OF CYLINDER}
본 발명은 실린더의 용접용 변형 방지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원통 형상을 갖는 2개의 실린더의 용접 시 용접 영역에서 변형되는 것을 방지하는 실린더의 용접용 변형 방지 장치에 관한 것이다.
일반적으로 용접은 같은 종류 또는 다른 종류의 금속 재료에 열과 압력을 가하여 2개의 연결 영역을 상호 접합시키는 접합 방식의 일종이다. 이러한 용접은 크게 접합부에 금속 재료를 가열 용융시켜 서로 다른 두 재료 또는 피용접물을 상호 결합하는 아크 용접 및 가스 용접과 같은 융접법과 접합부에 강한 물리적 압력을 가해 서로 다른 두 재료 또는 피용접물을 결합하는 압점법으로 구분된다.
여기서, 2개의 피용접물을 상호 결합하는 용접 방식은 항공, 자동차, 건설 및 토목 분야 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용된다. 예를 들면, 용접은 자동차의 프레임과 프레임을 상호 결합하기 위해서 사용, 항공기의 배관 등을 상호 결합하기 위해서 사용 또는 기계 산업 분야에서 공작물의 제조 시 서로 다른 2개의 재료를 상호 결합하기 위해서 사용되는 것과 같이 다양한 산업 분야에서 사용된다.
한편, 용접 공정은 판재의 피용접물들이 접촉되는 직선 영역을 용접, 판재의 피용접물과 및 배관과 같은 원주 형상을 갖는 실린더의 피용접물이 접촉되는 실린더의 원주 방향을 따라 판재의 판면에 용접, 그리고 배관과 같은 원주 형상을 갖는 2개의 실린더의 피용접물을 상호 용접할 때 원주 방향을 따라 용접이 진행된다. 즉, 용접은 서로 다르거나 같은 형상을 갖는 재료의 상호 접촉 영역에서 진행된다.
예를 들어 설명하자면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 2개의 실린더(C) 형상을 갖는 피용접물의 용접은 2개의 실린더(C), 즉 제 1실린더(C1) 및 제 2실린더(C2)의 원주 방향을 따라 접촉된 영역을 용접 영역(WP)으로 하여 용접이 진행된다. 용접은 주로 용접 영역(WP)의 외부에서 원주 방향을 따라 이루어진다. 이때, 용접기(W)로부터 제공된 용접 열에 의해 용접 영역(WP)은 원주의 중심을 향해 열 변형이 이루어질 수 있기 때문에 변형 방지부(1000)를 배치한다.
그런데, 종래의 변형 방지부는 원주 방향을 따라 배치되어 용접 영역이 원주의 중심 방향으로 열 변형되는 것을 저지할 수 있으나, 용접 영역이 원주 중심 방향의 반대 방향으로 열 변형되는 것을 저지할 수 없는 문제점이 있다.
일본 등록특허공보 제376134호; 용접 암과 그것을 이용한 센서 교정 방법, 용접 제어방법, 용접 타점위치 정밀도 변화 관리 방법
본 발명의 목적은 2개의 실린더의 원주 방향을 따라 용접할 때 원주의 중심 방향 및 반대 방향으로 용접 영역이 열 변형되는 것을 저지할 수 있는 실린더의 용접용 변형 방지 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제의 해결 수단은, 본 발명에 따라 2개의 실린더를 원주 방향으로 용접할 때 상기 원주 방향에 따른 용접 영역의 변형을 방지하기 위한 실린더의 용접용 변형 방지 장치에 있어서, 2개의 상기 실린더의 내부에 상기 원주 방향을 따라 상기 용접 영역에 배치되어 상기 용접 영역의 용접 시 원주의 중심 방향으로 상기 용접 영역의 변형을 저지하는 내부 변형 방지부와, 상기 용접 영역을 사이에 두고 상기 내부 변형 방지부와 대향 배치되어 상기 용접 영역의 용접 시 상기 중심 방향의 반대 방향으로 상기 용접 영역의 변형을 저지하는 외부 변형 방지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실린더의 용접용 변형 방지 장치에 의해 이루어진다.
여기서, 상기 원주 방향을 따라 2개의 상기 실린더에 각각 상기 실린더를 이동시키기 위한 서포팅부가 배치되며, 상기 외부 변형 지지부는 상기 용접 영역의 외부로부터 내부를 향해 가압력을 제공하도록 상기 서포팅부에 지지될 수 있다.
상기 외부 변형 방지부는 상기 용접 영역의 외부에 접촉되어 상기 용접 영역의 외부로부터 내부를 향해 가압력을 제공하는 가압부와, 상기 가압부에 연결되며 상기 가압부를 상기 용접 영역의 외부와 상기 서포팅부 사이에 지지시키는 클램프 몸체와, 일측은 상기 클램프 몸체에 연결되고 타측은 상기 서포팅부에 접촉되어 상기 클램프 몸체를 상기 용접 영역과 상기 서포팅부 사이에서 지지시키는 클램프 지지부를 포함할 수 있다.
상기 가압부와 상기 클램프 지지부는 각각 상기 클램프 몸체의 양측단에 상기 클램프 몸체에 대해 가로 방향으로 배치되어 상기 가로 방향으로의 이동에 의해 상기 용접 영역의 외부와 상기 서포팅부 사이에서 밀착될 수 있다.
상기 가압부와 상기 클램프 지지부는 상기 클램프 몸체에 각각 나사 결합되며 상기 클램프 몸체에 대해 나사 이동되어 높이 조절될 수 있다.
상기 내부 원형 방지부는 2개의 상기 실린더의 상기 원주 방향을 따라 원판 형상을 가지고 상기 실린더 내부에 배치되어 상기 용접 영역의 내부를 지지할 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 실린더의 용접용 변형 방지 장치의 효과는 실린더 내부에 배치되는 내부 변형 방지부와 실린더 외부에 배치되는 외부 변형 방지부를 용접 영역을 사이에 두고 배치하여 원주 방향을 따라 용접할 때 용접 영역이 원주의 중심 및 반대 방향으로의 열 변형을 제한할 수 있으므로, 용접 공정 후의 공정 신뢰성 향상과 함께 공정 불량을 저감할 수 있다.
도 1은 종래의 실린더의 용접용 변형 방지 장치의 단면도,
도 2는 도 1에 도시된 A 영역의 확대 단면도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 실린더의 용접용 변형 방지 장치와 실린더의 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 실린더의 용접용 변형 방지 장치의 분해 사시도,
도 5는 도 4에 도시된 실린더 의 용접용 변형 장치의 결합 사시도,
도 6은 도 3에 도시된 Ⅵ-Ⅵ 선의 단면도,
도 7은 도 6에 도시된 B 영역의 확대 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 실린더의 용접용 변형 방지 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
설명하기에 앞서, 본 발명의 실시 예에 따른 실린더의 용접용 변형 방지 장치는 원주 방향을 갖는 2개의 실린더 형상을 갖는 피용접물을 용접할 때 사용할 수 있음을 미리 밝혀둔다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 실린더의 용접용 변형 방지 장치와 실린더의 사시도, 도 4는 도 3에 도시된 실린더의 용접용 변형 방지 장치의 분해 사시도, 도 5는 도 4에 도시된 실린더 의 용접용 변형 장치의 결합 사시도이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 실린더의 용접용 변형 방지 장치(10)는 내부 변형 방지부(100) 및 외부 변형 방지부(300)를 포함한다. 여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 실린더의 용접용 변형 방지 장치(10)는 실린더(C)를 상호 용접으로 결합할 때 용접 영역(WP)의 열 변형을 방지하도록 사용된다. 상세하게 본 발명의 실시 예에 따른 실린더의 용접용 변형 방지 장치(10)는 제 1실린더(C1) 및 제 2실린더(C2)를 상호 용접할 때 용접기(W)에 의해 용접되는 용접 영역(WP)의 열 변형을 방지한다.
내부 변형 방지부(100)는 제 1실린더(C1) 및 제 2실린더(C2)의 내부에 원주 방향을 따라 용접 영역(WP)에 배치된다. 내부 변형 방지부(100)는 용접 영역(WP)의 용접 시 실린더(C) 원주의 중심 방향으로의 용접 영역(WP)이 변형되는 것을 방지한다. 즉, 내부 변형 방지부(100)는 제 1실린더(C1) 및 제 2실린더(C2)의 용접 영역(WP)의 내측면에 배치되어 제 1실린더(C1) 및 제 2실린더(C2)의 용접 영역(WP) 중 적어도 어느 하나의 용접 영역(WP)이 원주의 중심 방향으로 열 변형되는 것을 저지한다.
외부 변형 방지부(300)는 용접 영역(WP)을 사이에 두고 내부 변형 방지부(100)와 대향 배치된다. 즉, 외부 변형 방지부(300)는 제 1실린더(C1) 및 제2실린더(C)의 외측에 형성되는 용접 영역(WP) 중 적어도 어느 하나의 용접 영역(WP)을 사이에 두고 내부 변형 방지부(100)에 대해 대향 배치된다. 외부 변형 방지부(300)는 용접 영역(WP)의 용접 시 원주의 중심 방향의 반대 방향으로 용접 영역(WP)이 변형되는 것을 저지한다.
여기서, 외부 변형 방지부(300)는 실린더(C)에 배치되는 서포팅부(S)에 지지된다. 서포팅부(S)는 제 1실린더(C1) 및 제 2실린더(C2)의 외주면을 감싸도록 각각 제 1실린더(C1) 및 제 2실린더(C2)에 결합되는 제 1서포팅부(S1) 및 제 2서포팅부(S2)를 포함한다. 제 1서포팅부(S1) 및 제 2서포팅부(S2)는 각각 크레인 또는 호이스트 등의 견인 장치에 의해 제 1실린더(C1) 및 제 2실린더(C2)가 이동될 수 있도록 크레인 또는 호이스트 등의 견인 장치에 선택적으로 연결되는 구성이다. 외부 변형 방지부(300)는 용접 영역(WP)의 외부로부터 내부를 향해, 즉 내부 변형 방지부(100)를 향해 가압력을 제공하도록 서포팅부(S)에 지지된다. 외부 변형 방지부(300)는 제 1서포팅부(S1)와 제 2서포팅부(S2) 중 적어도 어느 하나에 지지된다. 예를 들면, 외부 변형 방지부(300)는 제 1서포팅부(S1)와 제 2서포팅부(S2) 중 어느 하나에 지지되거나, 제 1서포팅부(S1)와 제 2서포팅부(S2) 양측에 모두 지지될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예로서, 외부 변형 방지부(300)는 가압부(320), 클램프 몸체(340) 및 클램프 지지부(360)를 포함한다. 가압부(320)는 용접 영역(WP)의 외부에 접촉된다. 가압부(320)는 용접 영역(WP)의 외부로부터 내부를 향해 가압력을 제공한다. 가압부(320)는 내부 변형 방지부(100)와 용접 영역(WP)을 사이에 두고 배치되어 용접 영역(WP)을 가압하는 것이 바람직하다. 가압부(320)는 본 발명의 일 실시 예로서, 가압패드(322) 및 가압 나사부(324)를 포함한다. 가압패드(322)는 외부의 용접 영역(WP)을 가압하여 용접 영역(WP)이 열 변형되는 것을 저지하고, 가압 나사부(324)는 용접 영역에 대해 가압패드(322)의 위치, 즉 가압패드(322)의 높이를 조정하기 위해 클램프 몸체(340)에 대해 나사 운동한다.
클램프 몸체(340)는 가압부(320)에 연결되며 가압부(320)를 용접 영역(WP)의 외부와 서포팅부(S) 사이에 지지시킨다. 클램프 몸체(340)는 가압부(320)의 가압 나사부(324)의 리니어 이동 방향의 가로 방향으로 배치된다. 상세하게 클램프 몸체(340)는 가압부(320)와 클램프 지지부(360) 사이에 배치된다.
클램프 지지부(360)는 클램프 몸체(340)를 용접 영역(WP)과 서포팅부(S) 사이에 지지시킨다. 구체적으로 클램프 지지부(360)의 일측은 클램프 몸체(340)에 연결되고 타측은 서포팅부(S)에 지지된다. 클램프 지지부(360)는 본 발명의 일 실시 예로서, 지지패드(362) 및 지지 나사부(364)를 포함한다. 지지패드(362)는 서포팅부(S)를 가압하고, 지지 나사부(364)는 서포팅부(S)에 대해 지지패드(362)의 위치, 즉 지지패드(362)의 높이를 조정하기 위해 클램프 몸체(340)에 대해 나사 운동한다.
여기서, 가압부(320)와 클램프 지지부(360)는 클램프 몸체(340)의 양측단에 클램프 몸체(340)에 대해 가로 방향으로 배치된다. 가압부(320)와 클램프 지지부(360)는 클램프 몸체(340)의 가로 방향으로 이동에 의해 용접 영역(WP)과 서포팅부(S) 사이에 밀착 지지된다. 상세하게 가압부(320)와 클램프 지지부(360)는 각각 클램프 몸체(340)의 가로 방향으로 나사 운동되어 각각 용접 영역(WP)과 서포팅부(S)에 밀착 지지된다. 가압부(320)와 클램프 지지부(360)는 상호 반대 방향으로 나사 운동되어 각각 용접 영역(WP)과 서포팅부(S)에 가압력을 제공한다.
도 6은 도 3에 도시된 Ⅵ-Ⅵ 선의 단면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 B 영역의 확대 단면도이다.
이러한 구성에 의해 본 발명의 실시 예에 따른 실린더의 용접용 변형 방지 장치(10)의 작동 과정을 도 6 및 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1실린더(C1) 및 제 2실린더(C2)가 상호 용접되는 용접 영역(WP) 중 내측면에 내부 변형 방지부(100)를 배치한다. 그리고, 외부 변형 방지부(300)는 용접 영역(WP)을 사이에 두고 내부 변형 방지부(100)에 대향 배치된다. 이때, 외부 변형 방지부(300)는 제 1실린더(C1)의 제 1서포팅부(S1) 및 제 2실린더(C2)의 제 2서포팅부(S2) 중 적어도 어느 하나에 배치될 수 있고, 본 발명의 일 실시 예로서 외부 변형 방지부(300)는 제 1서포팅부(S1) 및 제 2서포팅부(S2)에 배치된다.
외부 변형 방지부(300)는 용접 영역(WP)을 가압하기 위해 서포팅부(S)와 용접 영역(WP) 사이에 배치된다. 외부 변형 방지부(300)의 가압부(320)와 클램프 지지부(360)가 각각 용접 영역(WP) 및 서포팅부(S)를 가압하도록 가압부(320)의 가압 나사부(324) 및 클램프 지지부(360)의 지지 나사부(364)를 나사 운동한다. 그러면, 가압부(320)의 가압패드(322)는 용접 영역(WP)에 밀착되고 지지패드(362)는 서포팅부(S)에 밀착됨으로써, 용접기(W)로 용접 영역(WP)을 용접할 때 용접 영역(WP)이 원주의 중심 및 반대 방향으로 열 변형되는 것이 저지된다.
이에, 실린더 내부에 배치되는 내부 변형 방지부와 실린더 외부에 배치되는 외부 변형 방지부를 용접 영역을 사이에 두고 배치하여 원주 방향을 따라 용접할 때 용접 영역이 원주의 중심 및 반대 방향으로의 열 변형을 제한할 수 있으므로, 용접 공정 후의 공정 신뢰성 향상과 함께 공정 불량을 저감할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징들이 변경되지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 실린더의 용접용 변형 방지 장치 100: 내부 변형 방지부
300: 외부 변형 방지부 320: 가압부
340: 클램프 몸체 360: 클램프 지지부
C: 실린더 C1: 제 1실린더
C2: 제 2실린더 S: 서포팅부
S1: 제 1서포팅부 S2: 제 2서포팅부
WP: 용접 영역 W: 용접기

Claims (6)

  1. 2개의 실린더를 원주 방향으로 용접할 때 상기 원주 방향에 따른 용접 영역의 변형을 방지하기 위한 실린더의 용접용 변형 방지 장치에 있어서,
    2개의 상기 실린더의 내부에 상기 원주 방향을 따라 상기 용접 영역에 배치되어, 상기 용접 영역의 용접 시 원주의 중심 방향으로 상기 용접 영역의 변형을 저지하는 내부 변형 방지부와;
    상기 용접 영역을 사이에 두고 상기 내부 변형 방지부와 대향 배치되어, 상기 용접 영역의 용접 시 상기 중심 방향의 반대 방향으로 상기 용접 영역의 변형을 저지하는 외부 변형 방지부와;
    상기 원주 방향을 따라 2개의 상기 실린더에 각각 상기 실린더를 이동시키기 위한 서포팅부를 포함하며,
    상기 외부 변형 방지부는 상기 용접 영역의 외부로부터 내부를 향해 가압력을 제공하도록 상기 서포팅부에 지지되고,
    상기 외부 변형 방지부는 상기 용접 영역의 외부에 접촉되어 상기 용접 영역의 외부로부터 내부를 향해 가압력을 제공하는 가압부와, 상기 가압부에 연결되며 상기 가압부를 상기 용접 영역의 외부와 상기 서포팅부 사이에 지지시키는 클램프 몸체와, 일측은 상기 클램프 몸체에 연결되고 타측은 상기 서포팅부에 접촉되어 상기 클램프 몸체를 상기 용접 영역과 상기 서포팅부 사이에서 지지시키는 클램프 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실린더의 용접용 변형 방지 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 가압부와 상기 클램프 지지부는 각각 상기 클램프 몸체의 양측단에 상기 클램프 몸체에 대해 가로 방향으로 배치되어, 상기 가로 방향으로의 이동에 의해 상기 용접 영역의 외부와 상기 서포팅부 사이에서 밀착되는 것을 특징으로 하는 실린더의 용접용 변형 방지 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 가압부와 상기 클램프 지지부는 상기 클램프 몸체에 각각 나사 결합되며, 상기 클램프 몸체에 대해 나사 이동되어 높이 조절되는 것을 특징으로 하는 실린더의 용접용 변형 방지 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 내부 변형 방지부는 2개의 상기 실린더의 상기 원주 방향을 따라 원판 형상을 가지고 상기 실린더 내부에 배치되어, 상기 용접 영역의 내부를 지지하는 것을 특징으로 하는 실린더의 용접용 변형 방지 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58188599A (ja) * 1982-04-30 1983-11-04 Shinko Electric Co Ltd 突合せ溶接装置
JPH0376134A (ja) 1989-08-18 1991-04-02 Toshiba Corp 半導体装置の配線接続装置

Patent Citations (2)

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