KR20010053379A - 열처리될 부품들을 지지하는 랙 - Google Patents

Abstract

본 발명은 랙에 관한 것으로, 이는 본질적으로 열구조성 합성물로 이루어지되, 바닥판(12)과, 이 바닥판(12) 위로 뻗는 칸막이(14), 이 칸막이(14)에 고정되고서 칸막이로부터 자유단까지 대체로 수평하게 뻗는 다수의 지지아암(20)을 구비하여, 처리될 부품들(A)이 상기 아암의 한쪽만 고정된 위치에 지지될 수 있게 되어 있다.

Description

열처리될 부품들을 지지하는 랙 {Device for loading parts to be heat treated}

상기 분야에서, 가장 일반적으로 사용되는 도구는 금속으로 이루어지는 바, 이러한 장치는

- 침탄되기 쉽고 급속히 탄성을 잃어 부서지기 쉬워지며, 노내에서 상당한 이상을 일으킬 수 있고,

- 또한, 변형이 지지된 부품들을 번갈아 변형되도록 할 수 있기 때문에 적재(積載)된 상태에서 과도하게 변형되는 것을 피하고, 이에 따라 조정되면서 침탄층의 두께가 줄어드는 것을 피하기 위해 부피가 커져야 하며,

- 부피가 커진 장치는 가스교환을 더 어렵게 하고 적재효율을 감소시키는 바, 즉 처리될 부품들에 의해 차지하는 작동부피비를 감소시키고,

- 심한 열충격은 금속을 변형되거나 부서지게 할 수 있으며,

- 열원을 이루는 크기의 필연적인 변화는 위치설정에 있어 정확성의 부족 때문에 부품들을 싣고 내리고, 또 장치를 취급하는 공정이 자동화될 수 없게 하는 등의 결점이 있다.

특히, 이는 열처리로의 바닥판을 제조할 때 금속 대신 열구조성 합성물을 사용하는 유럽특허 제 0 518 746-A호에 이미 공지된 바 있다. 다수의 바닥판이 제공되어 역시 열구조성 합성물로 제조된 스페이서에 의해 서로 이격될 수 있으며, 사용된 합성물은 탄소/탄소합성물(C/C) 또는 세라믹메트릭스합성물(CMC)이다.

하지만, 공지된 적재장치는 비교적 다수의 동일한 부품들이 처리될 때 바람직한 최적의 적재를 성취하는 데에 적용하기는 거의 힘들다. 또한, 이러한 장치는 부품들을 싣고 내리는 공정의 자동화에는 알맞지 않다.

본 발명은 열처리로내의 부품들을 지지하는 랙 또는 도구에 관한 것이다.

본 발명의 특별하지만 한정되지 않은 분야는 침탄로(cementation furnace)내의 부품들을 지지하는 도구에 관한 것이다.

본 발명은 제한없는 설명에 의한 기술사항과 첨부하는 도면을 참조하여 더 잘 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 랙의 제 1실시예를 개략적으로 도시한 사시도이고,

도 2는 함께 조립되기 전에 도 1의 랙을 구성하는 요소들의 일부를 도시한 분해조립도,

도 3은 본 발명의 랙의 제 2실시예를 개략적으로 도시한 사시도이다.

본 발명의 목적은 종래장치의 상기 설명된 단점을 극복하기 위한 것이며, 결국 본 발명은 본질적으로 열구조성 합성물로 이루어진 랙을 제공하기 위한 것인 바, 이 랙은 바닥판과; 이 바닥판으로부터 위로 예컨대 그 사이에서 뻗는 가로부재와 함께 수직으로 뻗는 칸막이; 이 칸막이에 고정되고 대체로 자유단까지 수평하게 뻗는 다수의 지지아암을 구비하되, 상기 아암은 대체로 처리될 부품들이 상기 아암상에 한쪽만 고정되어 지지될 수 있도록 상기 칸막이의 양쪽에 대칭으로 배치된다.

본 발명의 장치는 열구조성 합성물로 이루어지고 자유단을 갖춘 수평아암을 구비하기 때문에, 랙은 처리될 부품들을 싣고 내리는 공정을 자동화하는 데에 필요한 위치설정과 정확성을 제공한다. 탄소/탄소합성물(C/C)과 세라믹메트릭스합성물(CMC)과 같은 열구조성 합성물은 크기안정성과 굽힘강도에 의해 특성화되고, 이에 따라 한쪽만 고정되는 위치에서 부품들을 실을 수 있게 된다.

또한, 이러한 랙은 가볍고 개방구조로 이루어질 수 있는 반면, 거대한 충전용량(filling capacity)을 제공한다. 따라서, 취급하기 쉽고 특히 침탄 또는 담금질 공정 동안 처리될 부품들과의 교환을 위해 거대한 용량을 제공하고, 높은 적재효율을 나타낸다.

또, 아암들은 대체로 칸막이의 양쪽에 대칭으로 뻗기 때문에 적재가 균형있게 이루어질 수 있다.

더욱이, 그 구조는 모듈구조물에 알맞으며, 이는 표준형 기본요소로부터 다양한 크기의 부품들과 다양한 열처리 설치용 랙의 적용을 용이하게 한다.

랙의 특징에 따르면, 펙(peg)은 처리될 부품들에 위치를 표시하기 위해 지지아암에 장착될 수 있다. 그리고, 이 부품들은 나사산이 형성되거나 만일 부품들이 관통하는 통로를 구비한다면 지지아암에 걸릴 수 있게 되며, 또는 2개의 인접한 아암에 걸려 매달릴 수 있다.

아래의 설명에서 참조번호는 침탄용 금속부품들을 위한 랙을 나타낸다. 본 발명은 이 명세서에 한정되지 않으며, 더 일반적으로는 열처리될 재료가 금속으로 되든 그렇지 않든 이송부품들을 포함한다.

도 1에 도시된 랙(10)은 특히 기어박스용 기어와 같은 환형상의 부품들(A)을 지지하도록 되어 있는 바, 단지 몇 개의 부품들(A)만 도 1에 도시되어 있다.

랙은 본질적으로 바닥판(12)에 의해 형성된 지지구조물과, 그 중앙에서 바닥판(12)에 의해 지지된 수직 칸막이(14), 측면의 보강이음판(16,18) 및, 수평 지지아암(20)으로 이루어진다(도 1, 도 2참조). 중앙의 칸막이(14)는 이들 사이에서 뻗는 수평 가로바아(144)와 측면의 수직부(140,142)로 이루어진다. 지지아암(20)은 중앙부가 가로바아(144)에 의해 지지되는 바아(22)에 의해 구성된다. 바아(22)는 각각 직선상에 2개의 아암을 형성하고 동일한 크기를 갖도록 칸막이(14)의 양쪽으로 뻗으며, 칸막이(14)로부터 떨어진 단부에서 아암(20)은 자유롭게 된다.

변경예에서, 수평 지지아암(20)은 그 양면에서 칸막이(14)에 나사결합될 수 있다. 아암은 칸막이의 중앙수직면 주위에 대체로 대칭으로 장착되는 바, 아암은 대체로 동일한 크기와 칸막이의 양쪽에 동일한 갯수로 형성되지만 반드시 쌍으로 정렬되지는 않는다.

랙구조물을 구성하는 상기 요소들은 열구조성 합성물로 이루어진다.

적당한 합성물은 탄소/탄소합성물(C/C)과 세라믹메트릭스합성물(CMC)인 바, 탄소/탄소합성물(C/C)은 섬유를 탄소섬유로부터 예비성형하고 그 작은 구멍들에 탄소메트릭스를 형성하여 예비성형물을 침투시킴으로써 얻어진다. 탄소메트릭스는 액상법, 즉 탄소의 선구물(precursor)인 (수지와 같은) 액체합성으로 예비성형물을 주입하고, 선구물을 탄소로 변형시키기 위해 열처리를 하거나, 기상법 즉 화학증기침투법에 의해 얻을 수 있다. 세라믹메트릭스합성물(CMC)은 섬유를 예컨대 탄소섬유 또는 세라믹섬유와 같은 내열성섬유로부터 예비성형함으로써, 그리고 예비성형물을 작은 구멍들내에 세라믹메트릭스를 형성하도록 침투시킴으로써 얻어진다. 잘 공지된 방법에 있어서, 예컨대 탄화규소(SiC)로 된 세라믹메트릭스는 액상법 또는 화학증기침투법에 의해 얻을 수 있다.

열구조성 합성물의 장점은 우수한 기계적 특성, 특히 굽힘강도에 있다.

따라서, 한쪽만 고정된 위치에 걸리는 각 부품(A)과 함께 아암이 굽혀지지 않고 그 자유단으로부터 아암(20)에 이들을 걸어 환형상의 부품들(A)을 지지할 수 있다. 바람직하게는, 전체적으로 하중은 칸막이(14)의 양쪽에 부품들을 균등하게 분포시켜 균형잡히게 된다.

열구조성 합성물의 다른 장점은 큰 온도변화에 있을 때라도 우수한 크기안정성에 있다. 이는 실제로 지지아암(20)이 불변의 위치참조를 유지하도록 하여 적재와 하적(下積) 공정을 자동화하는 데에 필요한 정확성을 갖게 한다. 부품들(A)이 아암(20)에 지지되는 방법은 이러한 자동화를 용이하게 하는 다른 장점을 갖는다.

또한, 대체로 대칭으로 칸막이(14)의 양쪽에 뻗는 아암(20)을 갖춘 랙을 형성하는 것은 적재와 하적을 동시에 그리고 칸막이의 양쪽에 대칭으로 수행하게 하며, 이는 이러한 공정을 수행할 때 상당한 시간을 절약하게 한다.

부품들(A)은 아암(20)에 나란히, 또는 예컨대 아암에 형성된 노치에 의해 표시되는 예정된 위치에 위치될 수 있다.

도 2에 더 상세하게 도시된 바와 같이, 수직부(140,142)는 바닥판(12)에 형성된 대응되는 하우징(12a,12b)에 걸리는 단부(140a,142a)를 구비하는 한편, 가로바아(144)는 수직부(140,142)에 형성된 것과 같은 하우징(142c)에 걸리는 단부(144a,144b)를 구비한다. 이러한 하우징(142c)은 가로바아(144)가 수직방향으로 부품들(A) 크기의 함수로서 결정된 피치로 장착될 수 있도록 수직부(140,142)를 따라 규칙적인 간격으로 형성될 수 있다. 이음판(16,18)은 바닥 가장자리를 따라 바닥판(12)에 형성된 대응되는 하우징(12c, 12d)에 걸리는 장부(tenon;16a,18a)를 구비한다. 수직부(140,142)는 바깥 가장자리에 형성된 단벽(setback;140d,142d)을 매개로 이음판(16,18)에 걸린다.

각 바아(22)는 바아가 가로바아에 걸리도록 가로바아(144)에 형성된 노치(144c)와 함께 작용시키기 위해 중앙부에 노치(22a)를 구비한다. 각 가로바아는 수평방향에 부품들(A)의 크기로 결정되는 피치로 바아(22)를 가로바아에 부착할 수 있도록 길이를 따라 배치된 노치(144c)를 구비한다.

랙의 모듈특성은 단일부재로서가 아니라 단부와 단부가 조립되는 다수의 부재로서 각 수직부(140,142)를 형성함으로써 뻗을 수 있다.

변경예에서, 칸막이(14)의 수직부(140,142)와 가로바아(144)는 예컨대 열구조성 합성물의 판을 가공하여 단일부재로 제조될 수 있다.

도 1은 가볍고 개방되는 구조물이지만 매우 큰 충전용량을 갖는 랙을 나타내며, 구멍이 바닥판(12)과 이음판(16,18) 같은 구성요소에 형성될 수 있다. 이에 따라, 완전한 랙을 다루기 용이해진다. 또한, 열처리가 가스를 부품들과 접촉시켜 확산시킬 때, 부품들과의 가스교환은 촉진된다.

도 3의 랙은 수직으로 배치된 축(B)과 같이(도 3에서, 부품 B는 랙의 한쪽에만 도시됨), 특히 단단하고 긴 부품들을 지지하도록 된 도 1의 랙과는 다르다. 또한, 부품(B)용 위치는 부품들이 걸리는 펙(26)에 의해 표시된다.

랙은 도 1에 도시된 것과 동일하게 제조되는 바, 바닥판(12)은 자유단을 갖춘 수평아암(20)을 형성하는 바아(22)가 장착되는 중앙 칸막이(14)를 지지한다. 중앙 칸막이와, 수직부(140,142) 사이에서 가로바아(144)의 갯수와, 가로바아 사이의 간격은 부품들(B)의 수직크기의 함수로 결정된다. 아암(20) 사이의 간격은 부품들(B)의 수평크기의 함수로 결정된다.

각 부품(B)은 쇼울더를 매개로 상기 아암을 따라 동일한 위치에서 인접한 아암(20)들에 의해 운반된 2개의 펙(26)에서 정지되고, 각 부품은 2개의 아암 사이의 틈에 적재를 위해 삽입된다. 펙(26)은 각 아암을 따라 아암(20)에 평행한 방향으로 부품들(B)의 수평크기의 함수인 간격으로 배치된다.

펙(26)은 예컨대 랙의 다른 요소와 동일한 물질인 열구조성 합성물로 제조되거나 내열성 금속재로 제조될 수 있다. 이 펙(26)은 접착제를 필요로 하지 않고 단지 아암(20)에 작은 양의 힘으로 고정되는 클립의 형태로 이루어질 수 있다.

도 1과 도 3은 각각 모두 동일한 부품들을 지지하는 랙을 나타내지만, 단일랙에 다양한 형상의 부품들을 자연스럽게 놓을 수 있다.

Claims (5)

1. 열처리될 부품들을 지지하되, 본질적으로 열구조성 합성물로 이루어진 랙에 있어서,

   바닥판(12)과; 상기 바닥판(12)에서 위로 뻗는 칸막이(14); 상기 칸막이(14)에 고정되고, 실질적으로 칸막이로부터 자유단까지 수평하게 뻗으며, 실질적으로 상기 칸막이에 대해 대칭으로 배치되는 다수의 지지아암(20)을 구비하고; 처리될 부품들(A;B)을 상기 아암상의 한쪽만 고정된 위치에 지지되게 하고, 상기 부품들을 칸막이의 양쪽에 대칭으로 싣거나 내릴 수 있게 된 것을 특징으로 하는 열처리될 부품들을 지지하는 랙.
2. 제 1항에 있어서, 상기 랙은 부품들(B)을 지지하는 위치를 표시하기 위해 아암(20)에 장착되는 펙(peg;26)을 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 열처리될 부품들을 지지하는 랙.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 칸막이(14)는 가로바아가 그 사이에서 뻗는 수직부들(140,142)을 구비하는 것을 특징으로 하는 열처리될 부품들을 지지하는 랙.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지아암(20)이 2개의 마주보는 아암을 형성하도록 칸막이의 양쪽에서 각각 뻗는 바아(22)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 열처리될 부품들을 지지하는 랙.
5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 바아(22)가 칸막이의 가로바아 사이에 끼워지는 것을 특징으로 하는 열처리될 부품들을 지지하는 랙.