KR102402772B1 - 고온 압축시험 장치의 센터링 정렬용 지그 - Google Patents

고온 압축시험 장치의 센터링 정렬용 지그 Download PDF

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Abstract

고온 압축시험 장치에 이격되어 구비된 한 쌍의 앤빌(anvil)의 직경에 대응하는 오목부가 일단면에 형성된 커버부재; 상기 커버부재의 타단면과 일단부가 결합된 로드부재; 및 상기 로드부재의 타단부와 접하는 탄성체를 수용하는 공간을 내부에 마련하고 상기 로드부재와 결합되는 하우징부재;를 포함하고, 상기 커버부재, 로드부재 및 하우징부재는 동축으로 결합되며, 상기 커버부재는 상기 앤빌의 직경에 따라 교체가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 고온 압축시험 장치의 센터링 정렬용 지그를 제공한다.

Description

고온 압축시험 장치의 센터링 정렬용 지그{Jig for centering alignment of high temperature compression test appratus}
본 발명은 고온 압축시험 장치의 센터링 정렬용 지그에 관한 것으로, 고온압축시험용 시편과 고온 압축시험 장치의 앤빌 간의 센터링 작업을 용이하게 하고 시편의 고온압축에 대한 시험 데이터의 신뢰성을 확보할 수 있는 고온 압축시험 장치의 센터링 정렬용 지그에 대한 것이다.
일반적으로 시편의 고온 압축 강도를 측정하기 위하여 Gleeble 시험기기와 같은 고온 압축시험 장치를 사용하고 있다. 고온 압축시험 장치의 경우 시편에 압력을 가하기 위한 한 쌍의 앤빌(Anvil)이 서로 이격되어 유압실린더와 같은 가압기구에 각각 장착되고, 가압기구의 수평운동에 따라 서로 다른 방향으로 앤빌이 이동함으로써 시편에 압력을 가하게 된다.
고온 압축시험 시 시편에 가해지는 압력의 균일함을 위해 시편과 앤빌 간 서로의 중심을 정확히 일치시키는 센터링(Centering) 작업을 먼저 진행한 후 고온 압축실험을 수행한다. 일반적으로 센터링 방법은 시편이 장착된 마운팅 클립(Mounting Clip)을 전후와 상하의 방향으로 수작업으로 조율하며 시편과 앤빌의 중심을 맞춘 후 양측의 가압기구를 전진시킴으로써 앤빌 사이에 시편을 고정시키는 것이다.
상기와 같은 과정은 정밀함이 필요한 센터링 조정작업을 수작업으로 진행하므로, 실험준비 시간이 과도하게 소요 될 뿐만 아니라, 좁은 진공 챔버 내에 조밀하게 장착 된 부품들로 인해 높은 작업 숙련도가 요구된다. 또한, 숙련자라 할지라도 시편과 앤빌의 중심이 일치하지 않아서 도 1의 X와 같이 앤빌의 압력, 즉 시편의 압력이 중심으로부터 편차가 발생될 수 있다. 이러한 압력편차의 문제로 인해 고온압축된 시편이 고른 압력을 받지 않게 되고, 한쪽으로 압입물이 몰려 시편에 두께 편차가 발생될 수 있으며, 또한 두께 편차 때문에 시편에 열 분포가 고르게 전해지지 않으므로 시편 양 표면의 넓이 편차가 발생될 수 있다. 따라서, 시편의 고온강도 및 변태점 실험 결과의 신뢰성을 저하시킬 수 있으며, 두께 편차가 과하게 커진 시편은 활용이 어려우므로 폐기해야 하는 문제가 발생할 수 있다.
1. 일본등록특허 제3146329호(2001.01.12) 2. 한국공개실용신안공보 제20-1999-0028349호(1999.07.15)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 숙련도에 관계없이, 시편과 고온 압축시험 장치의 앤빌 간의 센터링 작업을 용이하게 하고, 시편의 고온압축에 대한 시험 데이터의 신뢰성을 확보할 수 있는 고온 압축시험 장치의 센터링 정렬용 지그를 제공하는 것에 목적이 있다.
본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 고온 압축시험 장치에 이격되어 구비된 한 쌍의 앤빌(anvil)의 직경에 대응하는 오목부가 일단면에 형성된 커버부재; 상기 커버부재의 타단면과 일단부가 결합된 로드부재; 및 상기 로드부재의 타단부와 접하는 탄성체를 수용하는 공간을 내부에 마련하고 상기 로드부재와 결합되는 하우징부재;를 포함하고, 상기 커버부재, 로드부재 및 하우징부재는 동축으로 결합되며, 상기 커버부재는 상기 앤빌의 직경에 따라 교체가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 고온 압축시험 장치의 센터링 정렬용 지그를 제공할 수 있다.
상기 하우징부재는, 상기 앤빌과 대응되는 타단부에 상기 앤빌의 직경에 대응하는 오목부를 구비할 수 있다.
상기 고온 압축시험 장치의 센터링 정렬용 지그는, 상기 하우징부재의 타단부에 결합된 하우징커버부재를 포함할 수 있다.
상기 고온 압축시험 장치의 센터링 정렬용 지그는, 상기 하우징부재의 내부에 구비되되, 상기 탄성체의 장력 스트로크 조정을 위한 스트로크 스토퍼(stroke stopper)를 포함할 수 있다.
상기 로드부재는, 고온 압축시험의 시료의 크기와 대응되는 크기의 직경을 구비하는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 고온 압축시험 장치의 센터링 정렬용 지그는 앤빌의 직경에 따라 교체가능하도록 결합될 수 있는 커버부재를 구비함으로써 가압기구의 가압력 및 앤빌의 크기에 관계없이 센터링을 수행할 수 있는 장점이 있다. 또한, 작업자의 숙련도에 관계없이, 시편과 고온 압축시험 장치의 앤빌 간의 센터링 작업을 용이하게 할 수 있으므로, 그로 인해 시편의 고온압축에 대한 시험 데이터의 신뢰성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 센터링 정렬 불량이 발생한 앤빌을 나타낸 사진,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고온 압축시험 장치용 지그가 장착되어 엔빌의 센터링을 수행하는 것을 나타낸 고온 압축시험 장치의 챔버 내부 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고온 압축시험 장치용 지그를 나타낸 사시도,
도 4는 도3의 I-I'에 따른 단면도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고온 압축시험 장치용 지그를 나타낸 사시도,
도 6은 도 5의 I-I'에 따른 단면도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고온 압축시험 장치의 마운팅 클립을 나타낸 사시도,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고온 압축시험 장치용 지그와 마운팅 클립을 나타낸 사시도이다.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 센터링 정렬 불량이 발생한 앤빌을 나타낸 사진이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고온 압축시험 장치용 지그가 장착되어 앤빌의 센터링을 수행하는 것을 나타낸 고온 압축시험 장치의 챔버 내부 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고온 압축시험 장치용 지그를 나타낸 사시도이고, 도 4는 도3의 I-I'에 따른 단면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고온 압축시험 장치용 지그를 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 5의 I-I'에 따른 단면도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고온 압축시험 장치의 마운팅 클립을 나타낸 사시도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고온 압축시험 장치용 지그와 마운팅 클립을 나타낸 사시도이다.
도 2 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 고온 압축시험 장치의 센터링 정렬용 지그(100)는 고온 압축시험 장치에 이격되어 구비된 한 쌍의 앤빌(A) 사이에 위치하여 앤빌(A)과 시료의 센터링 작업을 수행할 수 있으며, 커버부재(110), 로드부재(120) 및 하우징부재(130)를 구비할 수 있다.
상세히 설명하면, 상기 센터링 정렬용 지그(100)는 진공챔버 내부에 장착된 유압실린더와 같은 가압기구(10)의 양 끝단에 구비된 앤빌(A) 사이에 위치하여 센터링의 기준을 잡을 수 있다. 센터링 정렬용 지그(100)의 커버부재(110), 로드부재(120) 및 하우징부재(130)는 모두 원통형으로 가공될 수 있으며, 동축으로 결합되어 서로 간 동심도를 유지할 수 있으므로, 센터링 정렬용 지그(100)의 양 단부와 앤빌(A) 또한 동심도를 유지하며 동축으로 결합될 수 있다. 따라서, 가압기구(10)로부터 인가된 압력은 동축이 유지되며 결합된 앤빌(A)과 시료에 고르게 가해질 수 있으므로, 시편의 고온압축에 대한 시험 데이터의 신뢰성을 확보할 수 있다.
센터링 정렬용 지그(100)의 커버부재(110)는 고온 압축시험 장치에 이격되어 구비된 한 쌍의 앤빌(A)의 직경에 대응하는 오목부(112)가 일단면에 형성된 것일 수 있으며, 상기 앤빌(A)의 직경에 따라 교체가능하도록 결합되는 것일 수 있다. 따라서 고온압축시험의 종류에 따라 변경될 수 있는 앤빌(A)의 크기에 따라 커버부재(110)를 교체할 수 있으므로 하나의 센터링 정렬용 지그(100)를 이용하여 다양한 크기의 앤빌(A)에 관계 없이 센터링 작업을 수행할 수 있다. 예를 들어, 커버부재(110)의 오목부(112)는 앤빌(A)과 동일한 직경에 약 +0.1㎜의 공차를 주어 자리파기를 함으로써 형성될 수 있다.
센터링 정렬용 지그(100)의 로드부재(120)는 상기 커버부재(110)의 타단면과 일단부가 결합될 수 있으며, 예로써 결합구(170)를 이용한 나사 결합의 형태로 결합될 수 있다. 따라서 가압기구(10)에 장착된 앤빌(A)의 크기에 따라 커버부재(110)를 로드부재(120)에 가변형으로 장착할 수 있으므로, 고객이 요구하는 다양한 하중에도 적용시킬 수 있다.
이때 로드부재(120)는, 고온압축시험의 시료의 크기와 대응되는 크기의 직경을 구비하는 것일 수 있다. 예로써, 고온압축시험의 시편 표준 직경과 동일한 직경의 로드부재(120)를 장착하면 시편을 대체하여 센터에 대한 기준점이 될 수 있고, 향후 장착될 시편과 앤빌(A)은 정확히 센터링을 유지할 수 있다.
상기 로드부재(120)는 하우징부재(130)와 결합되되, 상기 하우징부재(130)는 상기 로드부재(120)의 타단부와 접하는 탄성체(140)를 수용하는 공간(135)을 내부에 마련할 수 있다.
이때, 상기 하우징부재(130)는, 도 4와 같이 상기 앤빌(A)과 대응되는 타단부에 상기 앤빌(A)의 직경에 대응하는 오목부(132)를 구비할 수 있으며, 다른 실시예로써 도 6과 같이 상기 고온 압축시험 장치의 센터링 정렬용 지그(100')는, 상기 하우징부재(130)의 타단부에 결합된 하우징커버부재(180)를 포함하여, 하우징커버부재(180)에 상기 앤빌(A)의 직경에 대응하는 오목부(182)를 구비할 수 있다. 따라서 센터링 정렬용 지그(100)의 양단부에 앤빌(A)의 직경과 대응하는 오목부(112, 132, 182)를 구비함으로써 앤빌(A)과 센터링 정렬용 지그(100, 100')의 중심이 용이하게 정렬될 수 있다.
상기 하우징부재(130)의 내부에 수용된 탄성체(140)는 상기 로드부재(120)의 타단부와 접하며 가압기구(10)로부터 전달받은 압력을 상기 탄성체(140)가 압력보상을 해줌으로써 상기 로드부재(120)에 가해지는 압력으로 인한 로드부재(120)의 휨을 방지할 수 있다. 예로써, 센터링 정렬용 지그(100)의 양단에 압력을 주어 로드부재(120) 길이의 절반이 하우징부재(130) 내부로 삽입되는 압력을 상기 탄성체(140)의 최대 스트로크로 설정하면, 고온압축실험을 위한 센터링 작업 시 가압기구(10)의 이동에 의해 센터링 정렬용 지그(100)가 압력을 받을 때 탄성체(140)의 최대 스트로크의 장력으로 보정을 해줌으로써 로드부재(120)의 휨이 방지될 수 있다.
또한, 상기 센터링 정렬용 지그(100)는 상기 하우징부재(130)의 내부에 구비되되, 상기 탄성체(140)의 장력 스트로크 조정을 위한 스트로크 스토퍼(stroke stopper; 150)를 포함할 수 있으며, 상기 탄성체(140)와 상기 하우징부재(130)의 타단부가 접하는 영역 사이에 스트로크 스토퍼(150)가 위치할 수 있다.
나아가서, 센터링 정렬용 지그(100)는 상기 스트로크 스토퍼(150)와 상기 하우징부재(130) 사이에 위치하는 스냅링(160)을 포함할 수 있으며, 상기 스냅링(160)은 하우징부재(130)의 내측면에 구비된 홈에 장착될 수 있다. 따라서 탄성체(140) 및 스트로크 스토퍼(150)가 하우징부재(130) 외부로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
센터링 정렬용 지그(100)는 마운팅 클립(Mounting Clip; 200)을 이용하여 앤빌(A)과의 센터링을 수행할 수 있다. 마운팅 클립(200)은 시편을 앤빌(A) 사이에 장착시키는 것으로, 도2와 같이 자동 로더(Auto Loader; 20)의 슬라이드 레일(Slide Rail; 30)에 결합되어 양측의 앤빌(A) 사이를 전진 또는 후진을 함으로써 시편을 로딩 또는 언로딩 할 수 있다.
상세히 설명하면, 마운팅 클립(200)은 원형의 시편이 삽입되어 장착되는 클립부(250)와 지지대(240), 상기 클립부(250)와 지지대(240)의 상하이동을 조정하는 상하조정부(230), 상기 상하조정부(230)를 지지하는 수직프레임(220) 및 상기 수직프레임(220)의 하단에 수직으로 연장되고 슬라이드 레일(30) 상을 수평이동하며 마운팅 클립(200)의 위치를 고정하는 수평프레임(210)을 포함할 수 있다.
시편과 앤빌(A)의 센터링 전에, 먼저 자동 로더(20)의 슬라이드 레일(30) 일단부 끝까지 마운팅 클립(200)을 전진시킨 후, 도 8과 같이 마운틴 클립(200)의 클립부(250)와 지지대(240) 사이에 센터링 정렬용 지그(100)의 로드부재(120)를 장착시킬 수 있다. 그리고, 마운팅 클립(200)의 수직프레임(220)과 수평프레임(210) 및 상하조정부(230)를 이용하여 앤빌(A)까지의 전진 거리와 높이를 보정할 수 있다. 그와 동시에, 센터링 정렬용 지그(100)의 양단부의 오목부에 앤빌(A)이 끼워지고 가압기구(10)의 가압에 따른 탄성체(140)의 스트로크량에 대한 보정을 할 수 있으며, 앤빌(A)과 센터링 정렬용 지그(100)의 센터를 맞게 고정시킴으로써 동축으로 위치하고, 시편과 대응되는 지름의 로드부재(120) 또한 센터링이 맞추어 질 수 있다. 상기의 센터링 작업 후 마운팅 클립(200)의 클립부(250)와 지지대(240)를 고정시킨 후 후진시킬 수 있다. 다음으로 마운팅 클립(200)으로부터 센터링 정렬용 지그(100)를 제거한 후 시편을 마운팅 클립(200)의 클립부(250)와 지지대(240) 사이에 장착하고, 마운팅 클립(200)을 앤빌(A)의 방향으로 전진 시키면, 보정된 센터의 위치로 시편이 그대로 위치하여 앤빌(A)과 시편의 중심이 서로 대응될 수 있다. 따라서, 수작업이 아닌 센터링 정렬용 지그(100)를 이용한 센터링을 수행함으로써 작업자의 숙련도와 관계없이 일정한 수준의 시편과 앤빌(A)의 센터링이 수행되어 고온압축시험의 결과 데이터를 신뢰할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 고온 압축시험 장치의 센터링 정렬용 지그(100)는 앤빌(A)의 직경에 따라 교체가능하도록 결합될 수 있는 커버부재(110)를 구비함으로써 가압기구(10)의 가압력 및 앤빌(A)의 크기에 관계없이 센터링을 수행할 수 있는 장점이 있다. 또한, 시편과 대응되는 지름을 구비하는 로드부재(120)를 마운팅 클립에 장착함으로써 시편과 앤빌(A)의 센터링을 더욱 향상시킬 수 있으며, 작업자의 숙련도에 관계없이, 시편과 고온 압축시험 장치의 앤빌(A) 간의 센터링 작업을 용이하게 할 수 있으므로, 그로 인해 시편의 고온압축에 대한 시험 데이터의 신뢰성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.
X; 앤빌의 센터링 불량
A; 앤빌
10; 가압기구
20; 자동 로더
30; 슬라이드 레일
100, 100'; 센터링 정렬용 지그
110; 커버부재
112; 오목부
120; 로드부재
130; 하우징부재
135; 하우징부재의 공간
140; 탄성체
150; 스트로크 스토퍼
160; 스냅링
170; 결합구
180; 하우징커버부재
200; 마운팅 클립
210; 수평프레임
220; 수직프레임
230; 상하조정부
240; 지지대
250; 클립부

Claims (5)

  1. 고온 압축시험 장치에 이격되어 구비된 한 쌍의 앤빌(anvil)의 직경에 대응하는 오목부가 일단면에 형성된 커버부재;
    상기 커버부재의 타단면과 일단부가 결합된 로드부재; 및
    상기 로드부재의 타단부와 접하는 탄성체를 수용하는 공간을 내부에 마련하고 상기 로드부재와 결합되는 하우징부재;를 포함하고,
    상기 커버부재, 로드부재 및 하우징부재는 동축으로 결합되며, 상기 커버부재는 상기 앤빌의 직경에 따라 교체가능하도록 결합되고,
    상기 하우징부재의 내부에 구비되되, 상기 탄성체의 장력 스트로크 조정을 위한 스트로크 스토퍼(stroke stopper)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 압축시험 장치의 센터링 정렬용 지그.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징부재는, 상기 앤빌과 대응되는 타단부에 상기 앤빌의 직경에 대응하는 오목부를 구비하는 것을 특징으로 하는 고온 압축시험 장치의 센터링 정렬용 지그.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 고온 압축시험 장치의 센터링 정렬용 지그는, 상기 하우징부재의 타단부에 결합된 하우징커버부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 압축시험 장치의 센터링 정렬용 지그.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 로드부재는, 고온압축시험의 시료의 크기와 대응되는 크기의 직경을 구비하는 것을 특징으로 하는 고온 압축시험 장치의 센터링 정렬용 지그.
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