KR20120062878A - 용접 결합을 만들기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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프란츠 호이슬러
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호이슬러 이노베이션 게엠베하
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Abstract

본 발명은 주로 정하중을 받지 않고 DIN(독일 공업 규격)을 따르는 철근 콘크리트 부품(reinforced concrete component)을 제조할 때에 사용하기 위한 용접된 보강 철근 로드 매트(welded reinforcing steel rod mat)를 제조하기 위한 방법 및 기계, 그리고 상기와 같은 보강 철근 로드 매트와 관련이 있으며, 상기와 같은 보강 철근 로드 매트에서는 다른 무엇보다도 용접 장치(1), 하나 또는 다수의 보강 철근, 및 단일 축(uniaxial) 보강 철근 매트의 경우에는 하나 또는 다수의 스테이 브레이스(4)(stay brace)가 상기 보강 강철 로드의 또는 용접될 보강 강철 로드의 위치 제어에 따라 그리고 경우에 따라서는 위치 보정에 따라 서로 상대적으로 위치 설정되며, 그리고 보강 철근 로드(2)는 상기 보강 철근 로드(2)의 리브(3) 중에 적어도 하나의 리브의 영역에서는 스테이 브레이스(4)와 용접되거나 또는 보강 철근 로드(2)의 리브(3') 중에 적어도 하나의 리브의 영역에서는 다른 하나의 보강 철근 로드와 용접된다.

Description

용접 결합을 만들기 위한 방법 및 장치 {METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING WELDED CONNECTIONS}
본 발명은 주로 정하중(static load)을 받지 않고 DIN(독일 공업 규격)을 따르는 철근 콘크리트 부품(reinforced concrete component)을 제조할 때에 사용하기 위한 강철 부재들 사이에 용접 결합을 만들기 위한 방법 및 장치와 관련된다.
철근 콘크리트 건축물에서는 콘크리트 부품의 정적인 특성들을 개선하기 위하여 인장력을 수용해서 콘크리트의 압축 강도를 보완하는 강철 부재 또는 강철 로드가 사용됨으로써, 결과적으로 철근 콘크리트 부품의 지지 강도(bearing strength)가 개선된다. 강철 부재 및 강철 로드들은 개별적으로 건축 현장에서 수작업으로 서로 얽힌(interlacing) 상태로 삽입되거나, 또는 용접된 단일 축의(uniaxial) 또는 쌍축의(biaxial) 강철 매트의 형태로 혹은 특수한 형태의 세그먼트로 삽입되며, 이 경우 재료로서는 보강 철근 또는 원형 강(round steel)이 사용된다. 냉간 변형(cold deforming) 또는 열간 변형(hot deforming) 방식으로 제조된 보강 철근 로드들은 일반적으로 꼬이지 않았고, 거의 원형의 횡단면 및 비스듬하게 리브(rib)가 배치된 표면을 가지며, 경우에 따라서는 종방향 리브를 구비한다. 이때 비스듬하게 배치된 리브들은 일반적으로 횡단면 상으로 볼 때 낫 모양으로 형성되었고, 최고 지점에서는 로드 코어 횡단면의 약 6.5%의 크기를 차지한다. 보강 철근 로드들이 대부분 15 m까지의 길이를 갖고, 통상적으로 32 mm까지의 직경을 가짐으로써, 결과적으로 상기 보강 철근 로드들은 수백 kg의 중량에 도달할 수 있다.
주로 정하중을 위해서는 보강 철근 매트 또는 특수 세그먼트에서 발생하는 것과 같은 용접 결합이 오래전부터 공지되어 있고 적합하다고 입증되었다. 건축 현장에서 특히 시간 절약적으로 설치될 수 있는 용접된 단일 축의 보강 철근 매트는 한 가지 특별한 장점을 갖는다. 상응하는 제조 기계들도 마찬가지로 오래전부터 공지되어 있는데, 예를 들면 EP 0 862 958호 또는 PCT/DE2009/000298호에 공지되어 있다. EP 0 862 958호에 기재된 단일 축의 보강 철근 로드 매트를 제조하기 위한 기계는 매트 성형기에 보강 철근 로드를 공급하는 측면 공급 장치를 구비하며, 이 경우에는 사전에 미리 제작된 보강 로드들이 예비 저장소(magazine)로부터 인출되거나, 앞으로 더 제작될 보강 철근 로드들이 평탄화(flattening)-절단 자동화 장치로서 구성된 로드 성형기에 의하여 저장 롤러에 의해서 인발(drawing; 인발) 되고, 평탄하게 펴져서 일정한 길이로 절단된다. 매트 성형기 내부로 이송되는 보강 철근 로드들은 가로 위치 설정 장치에 의해 매트에 대하여 가로 방향으로 위치 설정되고, 용접 자동화 장치에 의해 가요성 스테이 브레이스(stay brace)에 용접된다. 쌍축의 보강 철근 매트에서는 로드들이 다른 로드들과 용접된다.
하지만, 상기 공지된 용접된 보강 철근 로드 매트들은 대공사(heavy construction) 또는 토목공사(engineering construction) 및 건축공사(building construction)에서 발생하는 바와 같이 주로 정하중을 받지 않는 철근 콘크리트 부품 및 철근 콘트리트 제작물에는 적합하지 않다. 여기에서는 유동적인 교통으로부터 발생하는 교번 하중(alternating load)에 노출된 도로 교량(highway bridge) 및 철로 교량(railway bridge)의 콘크리트 부품들이 언급될 수 있다. 또한 파도 작용에 의해서 하중을 받는 연안(offshore) 설비 그리고 탑, 전주, 고층 건물과 같이 돌풍 또는 회오리로부터 야기되는 동적인 자극(dynamic excitation)을 겪는 설비들도 관련이 있다. 이와 마찬가지로 크레인 런웨이(crane runway), 지게차 커버(forklift truck cover), 기계 기초와 같은 산업 설비에 사용되는 콘크리트 부품들도 언급될 수 있다. 이와 같은 모든 부품에서는 다수 회의 부하 교번에 의한 영구적인 고 사이클(high cycle) 교번 응력에 의해서 재료 피로 현상이 나타날 수 있다. 이와 같은 종류의 응력은 전술한 부품들 및 건축물에서 결함을 야기하는 주된 요인이다. 용접 결합의 경우에는 재료 피로 특성이 다른 어느 곳보다도 용접 이음매(welding seam)에 국부적으로 집중되는데, 그 이유는 용접 과정에서 구조적인 변경 및 강한 노치 효과(notch effect)에 의해 철근의 피로 강도가 현저하게 떨어지기 때문이다. 용접의 노치 효과로 인해 공지된 용접된 보강 철근 매트 또는 원형 강은 주로 정하중을 받지 않는 적용 예를 위해서 DIN 1045-1에 의해 규정된 피로 내구 한도(fatigue endurance limit)에 도달하지 않고, 명백하게 철근을 위한 뵐러 곡선(Woehler curve) 아래에 놓이게 된다. 그렇기 때문에 당업자들에게는 주로 정하중을 받지 않는 부품들에서 DIN에 따른 사용을 위한 용접 결합의 적합성에 대하여 또는 더 정확하게 말하자면 용접된 보강 철근 매트의 적합성에 대하여 오래전부터 선입견이 존재했다. 상기와 같은 용접된 매트들은 비용에 중대한 영향을 미치는 재료 첨가에 의해서만 또는 고급 철근을 사용함으로써만 주재료로 사용될 수 있다. 그렇기 때문에 지금까지는 다른 무엇보다도 건축 현장에서 얇은 와이어를 이용하여 수작업으로 힘들게 그리고 시간 집중적으로 서로 연결될 수밖에 없었던 개별 철근들이 사용되었으며, 그 결과 상기와 같이 동하중(dynamic load)을 받을 수 있는 면을 제조하는 것은 수작업에 의한 비용 집중적인 결합으로 인해 상응하게 비싸진다. 그 대신에 용접된 보강 철근 매트가 사용된 경우에는 철근의 소비가 현저하게 증가했는데, 그 이유는 충분히 큰 재료 첨가가 필요했기 때문이다.
전술된 내용은 한 가지 방향으로만 정적으로 작용을 하는 보강 철근 로드 이외에 휘어질 수 있는 유연한 스테이 브레이스를 구비하는 단일 축의 보강 철근 매트에도 적용되며, 상기와 같은 유연한 스테이 브레이스는 개별 보강 철근 로드를 서로 연결하고, 완성된 단일 축 보강 철근 매트의 롤링-업(rolling up)을 가능하게 한다. 단일 축의 보강 철근 매트가 한 가지 방향으로만, 다시 말해 상기 매트의 가로 방향으로만 인장력을 수용할 수 있기 때문에, 철근 콘크리트 부품이 모든 방향으로 인장력 및 휨 모멘트를 수용할 수 있도록 하기 위해서는 철근 콘크리트 부품당 90°만큼 서로 회전된 두 개의 단일 축 보강 철근 매트가 반드시 필요하다. 상기 단일 축의 보강 철근 매트는 15 m까지의 폭을 갖고, 상이한 직경 및 길이를 갖는 보강 철근 로드를 포함할 수 있다. 상기 보강 철근 매트들이 롤링-업 된 상태에서 작업장으로 전달되고, 그곳에서 소수의 인력 및 적은 경비로 간단히 그리고 신속하게 풀림으로써, 결국에 주로 정하중을 받지 않는 철근 콘크리트 부품을 제조할 때에도 단일 축의 보강 철근 로드 매트를 사용하는 것은 원칙적으로 큰 장점이 된다.
본 발명의 과제는, 보강 철근 로드 매트에서 지금까지 필요했던 재료 첨가가 생략되고 작업 현장에서 개별 철근 로드를 수작업으로 꼬는 과정이 전혀 필요치 않은 용접 방법을 제시하는 것이다. 본 발명의 또 다른 과제는, 재료 첨가 없이도 주로 정하중을 받지 않는 상태와 대등한 상태의 매트가 형성되는 용접된 보강 철근 매트를 제조하기 위한 기계를 제공하는 것이다. 본 발명의 마지막 또 다른 과제는, 상기와 같은 용접된 보강 철근 매트를 제공하는 것이다.
상기 방법과 관련된 본 발명의 과제는 이 방법이 다음과 같은 단계들을 포함함으로써 해결된다: a) 적어도 하나의 용접 장치 그리고 개별 코어 직경에 비해 직경이 증가 된 영역을 갖고 리브가 제공된 보강 철근 로드, 스테이 브레이스, 철근 로드 또는 철근 요소에 의해 형성된 그룹의 두 개 이상의 동일한 또는 상이한 요소들을 서로 상대적으로 위치 설정하는 단계, 그리고 b) 상기 리브들 중에 적어도 하나의 리브의 영역에 있는 또는 코어 직경에 비해 직경이 증가 된 영역에 있는 요소들을 용접하는 단계, 그리고 c) 원하는 개수의 용접 결합에 도달할 때까지 상기 단계 a) 내지 b)를 반복하는 단계. 매우 바람직하게 일종의 재료 첨가가 사전에 미리 자체적으로 이루어진 철근 요소 영역을 사용함으로써, 본 발명은 최대로 바람직하게 용접된 철근 내부의 구조적인 변경을 최소화한다. 이러한 경우, 종방향 리브든지 아니면 횡방향 리브든지 상관없이 리브를 구비한 보강 철근 로드의 경우에 해당하고, 예를 들어 일체로 형성된 웨브 또는 플레이트 섹션과 같은 직경이 증가 된 영역을 갖는 철근 로드의 경우에 해당하며, 그리고 상응하는 영역들을 갖는 기타 철근 요소의 경우에 해당한다. 상기 영역들은 웨브, 원호, 리브 등과 같은 형태로 추후에 삽입될 수 있거나, 또는 구조적으로 더 복잡한 철근 요소로 보강이 이루어진 경우에는 사전에 미리 존재할 수 있다. 이와 같은 구조적으로 더 복잡한 철근 요소에는 예를 들어 I- 또는 T- 또는 2중-T-캐리어의 느낌을 주는 모든 3차원적인 보강 구조물이 속한다. 더 상세히 말하자면, 본 발명에서는 우선 원형 강 또는 보강 철근 로드의 사용이 중요한 것이 아니라, 오히려 재료 두께가 더 두꺼운 영역에 개별 용접 점을 제공함으로써 개별 코어 재료가 구조적으로 가급적 적게 변경되도록 하는 이론이 중요하다. 보강 철근 로드에는 그리고 그와 더불어 보강 철근 로드로 이루어지고 용접된 쌍축의 매트에는 리브들이 제공된다. 단일 축의 매트에서는 재료 두께가 더 두꺼운 영역을 가질 필요가 없는 스테이 브레이스와 리브 사이에서 용접이 이루어진다. 하지만, 이와 같은 용접 방식은 경시될 수 있는데, 그 이유는 상기 스테이 브레이스가 추후에 형성되는 콘크리트 부품의 정역학(statics) 안에서 아무런 기능도 하지 않으며, 내부에 장착된 후에는 파괴될 수 있기 때문이다. 따라서 본 발명에 따른 방법에 의해서는 다른 보강 결합 이외에 단일 축의 보강 철근 로드 매트뿐만 아니라 쌍축의 보강 철근 로드 매트도 제조될 수 있다. 본 발명에서는 용접 장치 및 용접 제품이 서로 어떤 순서로 위치 설정되는지, 더 상세하게 말하자면 가동적인 용접 장치가 사전에 위치 설정된 요소들 위로 이동되는지의 여부, 또는 요소들이 고정된 용접 장치 내부로 개별적으로 이동되는지 아니면 함께 이동되는지, 또는 재료 두께가 증가 된 영역에서 용접 결합이 이루어지는 한 상기와 같은 이동 방식의 혼합 형태가 적용될 수 있는지의 여부는 중요하지 않다. 본 발명에 따르면 상기와 같은 이동은 원하는 개수의 용접 결합에 도달할 때까지 반복된다. 상기 내용은 전체 결합부가 용접되었거나 또는 상기 결합부의 일부분만 용접되었다는 것을 의미하며, 이와 같은 사실은 특히 매트에서 바람직할 수 있다. 이와 같은 놀라운 해결책에 의해서는 매우 바람직하게 상기와 같이 제조된 보강 철근 매트가 심지어 175 N/mm2 및 106 부하 사이클(load cycle)에서도 DIN 1045-1에 따른 로드를 위한 뵐러 곡선 위에 있게 된다. 본 발명에 따른 용접 영역이 보강 철근 로드의 큰 평면을 용접으로부터 제외함으로써 상기 보강 철근 로드의 정확한 그리고 정확하게 조절된 위치 설정이 원하는 바대로 이루어질 수 있다고 하더라도, 상기와 같은 장점들은 특히 재료 비용 부분에서 전술된 단점들을 훨씬 능가한다. 따라서 주로 정하중을 받지 않는 부품들을 위한 용접된 보강 철근 매트의 적합성과 관련하여 오랫동안 존속했던 당업자들의 선입견은 극복되었다. 이와 같이 제조된 보강 철근 매트들은 재료 첨가 없이도 이미 DIN-1045-1에 따른 로드들과 완전히 동일한 특성을 나타내기 때문에 놀라울 정도로 우수하게 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면 용접 결합은 가용접(tack welding)일 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 실시 형태에서는 단계 a) 도중에 또는 이후에 용접될 요소(들)의 위치 제어 그리고 경우에 따라서는 위치 보정이 이루어지며, 이 경우 상기 위치 제어는 기계적인 또는 광학적인 센서, 특히 측정용 탐침(probe)을 사용하고, 그리고/또는 상기 위치 보정은 요소의 회전에 의해서 또는 상기 요소의 세로 방향으로의 이동에 의해서 실시된다. 상기와 같은 위치 제어는 올바른 장소에서 용접을 보증하기 위해 필요할 수 있다. 예를 들어 구조적인 여러 가지 상황들 또는 공간적인 분포로 인해 용접이 언제나 리브 또는 그와 유사한 부품 상에서 이루어져야만 한다면, 용접 전극 또는 용접될 제품의 형상에 따라 상기와 같은 단계가 생략될 수 있다. 금속 먼지 및 금속 마모 부스러기, 오물, 이동된 덩어리 등에 의해서 야기된 불리한 주변 조건들 하에서는 예를 들어 광 배리어와 같은 광학 측정 장치도 물론 사용될 수 있지만, 본 발명에 따르면 특히 요소들의 둥글지 않은 횡단면을 유리하게 이용하는 측정용 탐침 또는 캘리퍼스(caliper)에 의한 기계적인 측정 방법이 바람직하다. 결정적인 사실은, 상기 공지된 방법들이 불리한 매트 제조 조건들에서도 충분히 신뢰할만하게 그리고 장기간 동안 효력을 발휘한다는 것이다. 위치 보정은 다른 무엇보다도 용접 장치에 대한 리브들의 위치 및/또는 다른 리브들에 대한 리브들의 위치와 관련해서 필요하며, 그리고 본 발명에 따르면 상기 위치 보정은 로드의 회전에 의해서 그리고/또는 로드 자신의 종축을 따라 이루어지는 작은 위치 변경에 의해서 이루어질 수 있다.
출원인이 확인한 사실은, 보강 철근 로드의 경우에는 단계 b)가 개별 리브의 최대 높이의 30% 이상의 영역에서, 바람직하게는 60% 이상의 영역에서, 매우 특히 80% 이상의 영역에서 실시되는 것이 특히 바람직하다는 것이다. 심지어 상기와 같이 리브의 높이가 낮은 경우에도 리브 재료에 의해 로드의 코어 재료가 충분히 보호되고, 그곳에서 충분한 진동 강도가 나타나도록 구조적인 변경이 최소화됨으로써, 결과적으로 재료 파괴는 가급적 용접 이음매의 영역에서는 나타나지 않고 오히려 로드 길이가 자유로운 영역에서 나타나게 된다. 그로 인해 바람직하게는 용접을 위해서 이용될 수 있는 보강 철근 로드의 면적이 재차 더욱 확대된다.
본 발명에 따른 방법의 실시 형태에서는 용접 이음매의 위치 제어가 이루어지는 단계 d)가 실시되며, 이와 같은 과정은 품질의 보호를 보증해준다. 여러 가지 요구 조건을 충족시키고 특히 충분한 개수의 정확한 용접 이음매를 갖는 매트만이 제조될 수 있게 된다.
본 발명에 따른 방법의 품질을 위해서는 단계 b)가 용접 제어 하에서 이루어진다는 사실, 특히 에너지 인가의 제어 하에서 이루어진다는 사실도 기여를 한다. 그럼으로써 한 편으로는 낫 모양 리브의 더 외부에 있는 에지 영역들도 용접을 위해서 이용될 수 있게 되고, 다른 한편으로는 상이한 직경의 보강 철근 로드들이 의도한 대로 더욱 간단히 서로 용접될 수 있게 된다. 하지만, 상기 후자의 결합 방식은 용접 제어 없이도 가능하다.
본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 기계는 바람직하게 사전에 선택된 용접점들이 보강 철근 로드 매트의 방해받지 않은 영역들을 형성하기 위해 생략되는 방식으로 용접 장치가 용접 파라미터 제어부를 통제하도록 형성되었다. 이와 같은 형성은 보강 철근 로드 매트의 품질을 높여주는데, 그 이유는 상기 보강 철근 로드 매트가 정역학적으로 특별히 필요한 장소에서 방해받지 않은 영역들을 구비하기 때문이다.
상기 장치와 관련된 본 발명의 과제는 주로 정하중을 받지 않고 DIN을 따르는 철근 콘크리트 부품을 제조할 때에 사용하기 위한 용접된 보강 철근 로드 매트를 제조하기 위한 기계에 의해서 해결되며, 이 경우 상기 기계는 적어도 하나의 용접 장치 및 적어도 하나의 철근 로드 공급 장치를 구비하며, 상기 용접 장치는 리브가 제공된 보강 철근 로드(2), 스테이 브레이스(4) 및 개별 코어 직경에 비해 직경이 증가 된 영역들을 갖는 철근 로드 그룹 중에서 동일하거나 또는 상이한 두 개 이상의 요소들을 서로 연결하도록 형성되었다.
본 발명에 따른 기계의 바람직한 실시 형태들은 종속 청구항들로부터 유추할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기계는 EP 0 862 958호 및/또는 PCT/DE2009/000298호에 기재된 바와 같이 형성될 수도 있다. 그렇기 때문에 상기 특허 명세서들의 공개 내용은 본 출원서의 공개 내용에 명백하게 포함되고, 상응하는 단일 축의 보강 철근 로드 매트를 제조하기 위한 기계의 형성과 관련하여 본 출원서의 대상의 부분을 형성한다.
본 발명은 한 가지 바람직한 실시 형태에서 도면을 참조하여 예로 기술되며, 이 경우 추가의 바람직한 세부 사항은 도면들로부터 유추할 수 있다.
도면에서 기능적으로 동일한 부분들에는 동일한 도면 부호들이 제공되었다.
본 발명에 따라 제조된 보강 철근 매트들은 재료 첨가 없이도 이미 DIN-1045-1에 따른 로드들과 완전히 동일한 특성을 나타내기 때문에 놀라울 정도로 우수하게 사용될 수 있다.
도 1은 단일 축의 보강 철근 로드 매트를 제조하기 위한 기계의 한 가지 실시 형태에 대한 평면도이고,
도 2는 한 가지 실시 형태의 측면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 기계의 추가의 한 가지 실시 형태의 측면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 위치 제어 및 위치 보정 유닛에 대한 개략도이고,
도 5a 및 도 5b는 보강 철근 로드에 대한 개략도이다.
도 1은 단일 축의 보강 철근 로드 매트를 제조하기 위한 본 발명에 따른 기계에 대한 평면도를 보여준다. 상기 기계는 약 30 미터의 전체 길이를 가지며, 상기 전체 길이 중에서 15 미터는 매트 성형기(6)가 차지한다. 매트 성형기(6)의 좌측 및 우측에는 본 경우에 코일(20)에 감긴 상이한 직경의 와이어를 인발(引拔)하고 곧바르게 펴서 일정한 길이로 절단하는 로드 성형기(19)로 이루어진 보강 철근 로드(2)를 위한 예비 저장소(5)가 도시되어 있다. 이 경우에는 본 발명에 따라, 코일(20)이 20 mm까지의 직경을 갖는 와이어를 지지한다. 로드 성형시의 와이어의 기계적인 변형으로 인해 본 발명에 따른 방법을 위한 상기 와이어의 적합성이 감소 될 수 있다. 이와 같은 경우에는 매트 성형기(6)의 우측 및/또는 좌측에 로드 저장소의 형태로 형성된 예비 저장소(5)가 존재할 수 있으며, 상기 예비 저장소 내에는 사전에 제작된 보강 철근 로드(2)가 저장되고, 수동으로 또는 기계에 의해서 이송 영역 내부로, 특히 보강 철근 로드 유입구(7)까지 삽입된다. 본 실시 형태에서 코일(20)은 매트 성형기(6)의 우측 및 좌측에 직경이 동일하거나 또는 동일하지 않은 보강 철근 와이어를 갖는다. 도면을 통해 잘 알 수 있는 사실은, 평탄화-절단 자동화 장치로도 표기되는 로드 성형기(19)가 항상 동일한 장소에서 하나의 코일(20)의 와이어를 매트 성형기 내부로 공급함으로써, 하나의 코일(20)이 항상 동일한 보강 철근 로드 유입구(7)를 통하여 제 1 보강 철근 로드 중간 저장기(9)의 동일한 저장 위치(10)를 마련해준다는 것이다. 본 발명에 따르면 단 하나의 평탄화-절단 자동화 장치(19)가 제공된 형상, 또는 독자적인 혹은 공동의 저장 위치(10)를 마련하도록 형성된 두 개의 평탄화-절단 자동화 장치(19)가 제공된 형상도 가능하다. 후자의 경우에는 상이한 보강 철근 로드 직경을 갖는 동일한 저장 위치(10)가 마련되고, 전자의 경우에는 저장 위치(10)의 개수가 두 배로 되며, 이와 같은 사실은 생산 속도를 높여준다. 본 발명에 따라 평탄화-절단 장치로서의 각각의 로드 성형기(19)에 두 개의 모터가 제공됨으로써, 로드 성형기(19)당 두 개의 보강 철근 로드(2)가 동시에 매트 성형기(6) 안으로 삽입될 수 있다. 매트 성형기(16)는 소수의 세그먼트(21)로 형성되었으며, 이 경우 상기 세그먼트(21)는 아래에서 더 상세하게 설명되는 부품들에 의해 서로 연결되어 있다. 도 1은 또한 각각의 세그먼트(21)에 스테이 브레이스(4)가 하나씩 할당되어 있다는 것, 특히 도시된 예에서는 스테이 브레이스 저장 드럼(22) 상에 할당되어 있다는 것도 보여준다. 상기 세그먼트들이 개별적으로 그리고 접근이 용이하게 배치되어 있음으로써, 상대적으로 더 오랜 시간 동안 기계를 정지시키지 않고서도 교체가 가능해진다. 따라서, 도면에 도시된 실시 형태는 오로지 단일 축의 보강 철근 로드 매트를 제조하기 위한 기계와 관련이 있을 뿐이다.
도 2는 도 1의 선 A-A를 따라 절단하여 도시한 단면, 특히 세그먼트(21)의 횡단면을 보여준다. 평탄화-절단 자동화 장치로 형성된 로드 성형기(19)의 외부 윤곽도 도시되어 있다. 세그먼트(21)는 본 발명에 따라 추가의 부품 그룹들을 지지하는 하나의 지지 아암(23)에 의해서 형성된다. 바람직하게 하나의 샤프트 또는 이와 유사한 부재에 의하여 모든 세그먼트(21)의 하나의 공통 구동 장치에 의해서 이루어지는 상기 세그먼트(21)의 구동은 도면에 도시되어 있지 않다. 세그먼트(21)가 고정되어 있고 모든 세그먼트(21)를 서로 연결하는 상기 세그먼트(21)의 바닥 영역에 있는 베이스도 도면에 도시되어 있지 않다. 수작업으로 사전에 제작된 보강 철근 로드(2) 또는 로드 성형기(19)에 의해서 제작된 보강 철근 로드(2)가 도면에 도시된 여섯 가지 저장 위치(10)로 각각 이송되며, 이 경우 한 가지 저장 위치(10)는 모든 세그먼트(21)를 연결하는 하나의 공통 직선상에 놓인 선회 가능한 보강 철근 로드 홀더(24)에 의해서 형성된다. 더 상세하게 말하자면 단일 축의 보강 철근 매트를 제조하기 위해서 반드시 필요한 보강 철근 로드(2)는 수평 및 수직으로 상호 간격을 두고 배치된 여섯 가지 저장 위치(10)로 삽입되고, 그곳에서 가공을 위해 미리 고정된다. 그 다음에 제 1 보강 철근 로드 중간 저장기(9)가 상기 여섯 가지 저장 위치(10)에 의해서 형성된다. 본 발명에 따라 본 실시 형태에서는 상기 제 1 중간 저장기(9)의 양측에 매트 성형기가 장착되며, 이 경우 본 실시 형태에서는 두 개의 로드 성형기(19) 각각에 코일(20)이 제공됨으로써, 상기 로드 성형기는 동일한 직경의 보강 철근 로드(2)를 동일한 저장 위치(10)로 이송하지 않게 된다. 이와 같은 실시 형태의 장점은 보강 철근 매트 안에서 연속하는 동일한 직경의 보강 철근 로드(2)가 더 신속하게 가공될 수 있다는 것이다. 두 개의 로드 성형기(19) 각각이 자신에게 할당된 저장 위치(10)로 보내지는 본 발명에 따른 실시 형태들, 그리고 단 하나의 로드 성형기(19)가 존재하는 본 발명에 따른 실시 형태, 또는 단 하나의 예비 저장소(5)가 존재하는 본 발명에 따른 실시 형태 또는 사전에 제작된 보강 철근 로드가 이송되는 본 발명에 따른 실시 형태들은 도면에 도시되어 있지 않다. 처음 두 가지 경우에는 열두 가지 또는 여섯 가지의 저장 위치(10)가 존재할 수 있다. 저장된 보강 철근 로드(2)가 상기 보강 철근 로드를 고정시키는 보강 철근 로드 홀더(24)의 선회 동작에 의해 릴리스 됨으로써, 결과적으로 상기 보강 철근 로드는 중력에 의해 구동되어 전체 매트 성형기(6)를 순환하는 임팩트 시트(impact sheet)에 충돌하게 되고, 상기 임팩트 시트에서 스토퍼(15)까지 아래로 미끄러져 이동하게 된다. 가동 스토퍼(15)에 의한 릴리스 후에 보강 로드(2)는 가로 위치 설정 장치(11) 위에 떨어지고, 상기 장치로부터 보강 로드는 견인 부재에 의해서 체인 컨베이어 벨트(26)까지 도달하게 된다. 체인 컨베이어(26)는 가로 위치 설정된 보강 로드(2)를 용접 자동화 장치(1)로 안내하고, 상기 용접 자동화 장치는 상기 보강 로드를 스테이 브레이스(4)에 연결한다. 본 발명에 따라 스테이 브레이스(4)는 지지 아암(23)의 하부 영역에서 동작하고, 마찰 롤러 구동 장치(27)를 통해 스테이 브레이스 저장 드럼(22)으로부터 인출되어 용접 장치(1)에 제공된다. 보강 로드(2)와 스테이 브레이스(4)의 결합 후에는 생성중인 단일 축의 보강 매트가 송출 영역(28)으로 보내지고, 그곳에서 상기 보강 매트가 하나의 롤러로 롤링-업 된다. 제 1 보강 철근 로드 중간 저장기(9)는 바람직하게 체인 컨베이어(26)에 의해 제 2 보강 철근 로드 중간 저장기(13)로 보완되고, 상기 제 2 보강 철근 로드 중간 저장기는 이전에 이미 가로 위치 설정된 보강 철근 로드(2)를 가공 전에 일시적으로 저장하는 동시에 고정 영역으로 보낸다. 상기 기계는 세그먼트 형태의 구조에 의해서 접근이 용이하다.
도 3에는 본 발명에 따른 기계의 추가의 한 가지 실시 형태가 측면도로 도시되어 있는데, 이 경우에는 보강 철근 로드의 중간 저장이 전혀 이루어지지 않으며, 그리고 본 실시 형태에서는 가로 위치 설정 장치(11)가 가동 벨트로 형성되고, u자 모양으로 형성된 동시에 이젝터(ejector)로서 이용되는 위치 보호부(31)에 의해 아치가 만들어진다. 본 실시 형태에서는 가로 위치 설정된 보강 철근 로드(2)도 마찬가지로 용접 장치(1)에 제공되고, 자신의 리브에서 스테이 브레이스에 연결된다.
도 4는 마지막으로 본 발명에 따른 위치 제어- 및 위치 보정 유닛(8)의 개략도를 보여준다. 두 개의 롤러(17) 사이로 하나의 보강 철근 로드(2)가 이송된다. 구동 유닛(18)은 위로부터 수직으로 그리고 수평으로 보강 철근 로드(2)까지 이동할 수 있고, 상기 보강 철근 로드와 함께 상기 보강 철근 로드를 회전시키는 상호 작용 결합을 한다. 이때 상기 구동 유닛은 유압 실린더(29)를 구비하고, 상기 유압 실린더의 행정 길이는 추적 가능하다. 보강 철근 로드(2)가 자신의 종축을 중심으로 적어도 360°만큼 회전함으로써, 리브로 인한 "타원" 모양 횡단면에 의해서 야기되는 최대 직경의 영역이 검출될 수 있다. 이 목적을 위하여 구동 유닛도 제어하는 제어 장치가 제공됨으로써, 결과적으로 보강 철근 로드(2)는 위치 제어 유닛(8)에 대하여 변위 배치된 용접 전극을 위한 올바른 위치에 놓일 수 있게 된다. 매트 제조시의 주변 조건들이 불리한 경우에는 상기와 같은 기계적인 캘리퍼스가 특히 확실한데, 그 이유는 기계적인 캘리퍼스가 오염에 대하여 저항력이 약하지 않은 동시에 충분한 정확성을 제공해주기 때문이다. 예를 들어 광 배리어, 레이저, 비디오 모니터링 장치 또는 자동 이미지 식별 장치와 같은 다른 센서들도 당연히 사용될 수 있다. 보강 철근 로드(2)를 자체 종축에 따라 위치 설정할 수 있는 본 발명에 따른 기계의 유닛은 도면에 도시되어 있지 않다.
명확한 설명을 위해 도 5a 및 도 5b에는 보강 철근 로드의 개략도가 세로 평면도로 그리고 횡단면도로 재현되어 있다. 간격을 두고 가로 축에 대하여 비스듬하게 배치된 낫 모양의 리브(3)를 확실하게 볼 수 있다. 도 5b에는 하나의 로드 측의 서로를 향하는 리브(3) 단부 사이에 종방향 리브(30)가 각각 하나씩 도시되어 있다. 리브(3)의 용접 영역(S)이 표시되어 있는데, 상기 용접 영역에는 방법의 보다 확실한 실시를 위하여 어떤 경우에든지 충분한 리브 재료가 제공된다.
중요한 사실은, 본 발명에 의해 보강 철근 로드(2) 및 용접 장치(1)가 확실하게 상호 위치 설정됨으로써 리브(3)의 영역에서, 바람직하게는 리브 높이(H)가 가장 높은 영역에서 용접이 가능해진다는 것이다.
1: 용접 장치 2: 보강 철근 로드
3: 리브 4: 스테이 브레이스
5: 보강 철근 로드 예비 저장소 6: 매트 성형기
7: 보강 철근 로드 유입구 8: 위치 제어- 및 위치 보정 장치
9: 제 1 보강 철근 로드 중간 저장기
10: 저장 위치 11: 가로 위치 설정 장치
12: 보강 철근 로드 홀더
13: 제 2 보강 철근 로드 중간 저장기
14: 이송 거리
15, 16: 가동 스토퍼
17: 롤러 18: 구동 유닛
19: 로드 성형기 20: 코일
21: 세그먼트 22: 스테이 브레이스 저장 드럼
23: 지지 아암 24: 보강 철근 로드 홀더
25: 임팩트 시트 26: 체인 컨베이어 벨트
27: 마찰 롤러 구동 장치 28: 송출 영역
29: 위치를 결정하기 위한 유압 실린더
30: 종방향 리브 31: 위치 보호부

Claims (12)

  1. 주로 정하중(static load)을 받지 않고 DIN을 따르는 철근 콘크리트 부품을 제조할 때에 사용하기 위한 철근 부재들 사이에 용접 결합을 만들기 위한 방법에 있어서, 상기 방법이
    a) 적어도 하나의 용접 장치(1) 그리고 개별 코어 직경에 비해 직경이 증가 된 영역을 갖고 리브가 제공된 보강 철근 로드(2), 스테이 브레이스(4), 철근 로드 또는 철근 요소에 의해 형성된 그룹의 두 개 이상의 동일한 또는 상이한 요소들을 서로 상대적으로 위치 설정하는 단계,
    b) 상기 리브(3)들 중에 적어도 하나의 리브의 영역에 있는 또는 코어 직경에 비해 직경이 증가 된 영역에 있는 요소(2)들을 용접하는 단계, 그리고
    c) 원하는 개수의 용접 결합에 도달할 때까지 상기 단계 a) 내지 b)를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    용접 결합을 만들기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 b)가 리브(3)의 최대 높이의 30% 이상의 영역에서, 바람직하게는 60% 이상의 영역에서, 매우 특히 80% 이상의 영역에서 실시되는 것을 특징으로 하는, 용접 결합을 만들기 위한 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 단계 a) 도중에 또는 이후에 용접될 요소(들)의 위치 제어 그리고 경우에 따라서는 위치 보정이 이루어지며, 이때 상기 위치 제어는 기계적인 또는 광학적인 센서, 특히 측정용 탐침(probe)을 사용하고, 그리고/또는 상기 위치 보정은 요소의 회전에 의해서 또는 상기 요소의 세로 방향으로의 이동에 의해서 실시되는 것을 특징으로 하는, 용접 결합을 만들기 위한 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    용접 이음매의 위치 제어가 이루어지는 단계 d)가 실시되는 것을 특징으로 하는, 용접 결합을 만들기 위한 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계 b)가 용접 제어 하에서, 특히 에너지 인가의 제어 하에서 이루어지는 것을 특징으로 하는, 용접 결합을 만들기 위한 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    사전에 선택된 용접점들이 보강 철근 로드 매트의 방해받지 않은 영역들을 형성하기 위해 생략되는 방식으로 상기 용접 장치(1)가 용접 파라미터 제어부를 통제하는 것을 특징으로 하는, 용접 결합을 만들기 위한 방법.
  7. 적어도 하나의 용접 장치(1) 그리고 적어도 하나의 철근 로드 공급 장치를 구비하는, 주로 정하중을 받지 않고 DIN을 따르는 철근 콘크리트 부품을 제조할 때에 사용하기 위한 용접된 보강 철근 로드 매트를 제조하기 위한 기계에 있어서,
    상기 용접 장치(1)는 리브가 제공된 보강 철근 로드(2), 스테이 브레이스(4) 및 개별 코어 직경에 비해 직경이 증가 된 영역들을 갖는 철근 로드 그룹 중에서 동일하거나 또는 상이한 두 개 이상의 요소들을 서로 연결하도록 형성된 것을 특징으로 하는,
    보강 철근 로드 매트를 제조하기 위한 기계.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 요소(들)의 원하는 용접 위치를 보증해주는 위치 제어- 및 위치 보정 장치(10)를 구비하며, 이때 상기 위치 제어- 및 위치 보정 장치(10)는 기계적인 측정용 탐침을 구비하는 것을 특징으로 하는, 보강 철근 로드 매트를 제조하기 위한 기계.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    보강 철근 로드 예비 저장소(5) 그리고 상기 보강 철근 로드 예비 저장소(5)와 매트 성형기(6) 사이에 배치된 보강 철근 로드 유입구(7)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 보강 철근 로드 매트를 제조하기 위한 기계.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치 제어- 및 위치 보정 장치(10)가 롤러(17) 그리고 구동 유닛(18)을 구비하며, 이때 상기 롤러들은 자신들 사이에 하나의 요소, 특히 보강 철근 로드(2)를 수용하며, 그리고 상기 구동 유닛은 상기 요소에 효과적으로 작용하도록 형성되었고, 바람직하게는 자신의 위치를 상기 요소에 대하여 상대적으로 변경할 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는, 보강 철근 로드 매트를 제조하기 위한 기계.
  11. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    용접 파라미터 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 보강 철근 로드 매트를 제조하기 위한 기계.
  12. 주로 정하중을 받지 않는 철근 콘트리트 부품 및 철근 콘트리트 제작물에 사용하기 위한 용접된 보강 철근 로드 매트에 있어서,
    보강 철근 로드(2)를 구비하며, 상기 보강 철근 로드는 자신의 리브(3)의 적어도 한 부분의 영역에서 다른 보강 철근 로드(2)의 리브(3) 또는 스테이 브레이스(4)의 적어도 한 부분의 영역에 있는 다른 보강 철근 로드와 용접되는 것을 특징으로 하는,
    용접된 보강 철근 로드 매트.
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