KR20120121960A - 철도차량의 차체 용접용 회전장치 - Google Patents

철도차량의 차체 용접용 회전장치 Download PDF

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KR20120121960A KR1020110039882A KR20110039882A KR20120121960A KR 20120121960 A KR20120121960 A KR 20120121960A KR 1020110039882 A KR1020110039882 A KR 1020110039882A KR 20110039882 A KR20110039882 A KR 20110039882A KR 20120121960 A KR20120121960 A KR 20120121960A
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Abstract

본 발명은 철도차량의 차체 용접용 회전장치에 관한 것으로, 특히 철도차량의 언더프레임 및 엔드프레임을 용접하기 위한 회전장치로서, 그 구성은 상기 언더프레임의 전방 및 후방에 각각 위치하도록 형성되고 상하로 분리되어 상기 언더프레임을 고정하는 회전지그와, 상기 회전지그를 회전가능하게 지지하기 위해 상기 회전지그의 하부에 설치되는 지지프레임과, 상기 회전지그의 외부 둘레면에 맞닿도록 상기 지지프레임에 설치되는 구동롤러와, 상기 구동롤러를 통해 회전지그가 회전하도록 상기 지지프레임에 설치되어 상기 구동롤러를 회전시키는 제1 구동모터와, 상기 언더프레임의 회전 간섭을 피하기 위해 지지프레임의 하부에 설치되어 이 지지프레임을 승강시키는 승강부를 포함하여 이루어져 언더프레임의 전단 및 후단에 엔드프레임을 용접시, 언더프레임의 전방 및 후방을 고정한 회전지그가 구동롤러를 통해 회전됨으로써, 언더프레임을 그 자리에서 용이하게 뒤집을 수 있고, 또 작업자가 안정화된 자세에서 언더프레임과 엔드프레임이 맞닿는 상부는 물론이고 하부도 아래보기 용접을 실시할 수 있어 작업자의 근골격계 이상 등에 안전사고를 예방하고, 용접의 생산성도 증대되는 특출한 발명이다.

Description

철도차량의 차체 용접용 회전장치{A rotating device for welding of railway vehicle car body}
본 발명은 철도차량의 차체 용접용 회전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 철도차량의 언더프레임 및 엔드프레임을 용접하기 위한 회전장치에 관한 것이다.
일반적으로 철도차량은 대차와 차체로 대별되며, 상기 대차는 차체와 레일 사이에 설치되어 윤축을 통해 차체를 견인하거나 제동하는 부분을 말하며, 상기 차체는 승객이나 화물을 싣기 위한 부분을 말한다.
그리고 차체는 각종 프레임을 용접을 통해 결합하여 형성되는데, 차체의 하부에는 언더프레임이 형성되고, 상기 언더프레임의 양측에는 수직의 사이드프레임이 형성되고, 상기 사이드프레임의 상부에는 루프프레임이 형성되고, 언더프레임의 전단 및 후단에는 각각 엔드프레임이 형성되어 이루어진다.
종래 언더프레임과 엔드프레임의 용접은 언더프레임의 전단 및 후단에 각각 엔드프레임을 버팀대로 가결합하고, 언더프레임과 엔드프레임의 맞닿는 상부를 먼저 아래 보기 용접(작업자가 아래를 보면서 용접하는 것을 말함.)을 통해 용접한 다음, 언더프레임과 엔드프레임의 맞닿는 하부를 위보기 용접(작업자가 위를 보면서 용접하는 것을 말함.)을 통해 용접하였다.
그러나 언더프레임과 엔드프레임의 하부를 용접하는 위보기 용접은 작업자의 근골격계 이상 등에 안전사고를 일으키고, 작업자의 자세가 불안정하여 용접 불량이 자주 발생하게 되었다.
따라서 이를 보완하기 위해 벨트와 크레인을 이용하여 언더프레임을 180도 회전시켜 스탠드에 탑재한 후, 언더프레임과 엔드프레임의 하부도 아래보기 용접을 하였으나, 스탠드에 언더프레임을 충돌되지 않도록 탑재하는 것이 매우 번거롭고 쉽지 않아 이러한 방법은 시간과 비용 측면에서 용접의 생산성이 오히려 저하되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 언더프레임의 전단 및 후단에 엔드프레임을 용접시, 언더프레임이 용이하게 회전되도록 함으로써, 작업자가 안정화된 자세에서 언더프레임과 엔드프레임이 맞닿는 하부를 아래보기 용접이 실시되도록 하여 작업자의 근골격계 이상 등에 안전사고가 발생하지 않도록 하는 것을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 철도차량의 언더프레임 및 엔드프레임을 용접하기 위한 회전장치로서, 상기 언더프레임의 전방 및 후방에 각각 위치하도록 형성되고 상하로 분리되어 상기 언더프레임을 고정하는 회전지그와, 상기 회전지그를 회전가능하게 지지하기 위해 상기 회전지그의 하부에 설치되는 지지프레임과, 상기 회전지그의 외부 둘레면에 맞닿도록 상기 지지프레임에 설치되는 구동롤러와, 상기 구동롤러를 통해 회전지그가 회전하도록 상기 지지프레임에 설치되어 상기 구동롤러를 회전시키는 제1 구동모터와, 상기 언더프레임의 회전 간섭을 피하기 위해 지지프레임의 하부에 설치되어 이 지지프레임을 승강시키는 승강부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 언더프레임의 전단 및 후단에 엔드프레임을 용접시, 언더프레임의 전방 및 후방을 고정한 회전지그가 구동롤러를 통해 회전됨으로써, 언더프레임을 그 자리에서 용이하게 뒤집을 수 있고, 또 작업자가 안정화된 자세에서 언더프레임과 엔드프레임이 맞닿는 상부는 물론이고 하부도 아래보기 용접을 할 수 있어 작업자의 근골격계 이상 등에 안전사고를 예방하고, 용접의 생산성도 증대되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 철도차량의 차체 용접용 회전장치를 도시한 정면도이다.
도 2는 도 1의 A-A선 단면도이다.
도 3은 도 2의 측면도이다.
도 4 내지 도 12는 본 발명에 따른 철도차량의 차체 용접용 회전장치를 도시한 작동상태도 이다.
도 13a, 13b는 본 발명에 따른 서포트를 도시한 작동상태도 이다.
이하, 본 발명에 따른 용접용 철도차량 언더프레임의 회전장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.
여기서, 하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며, 아울러, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이것은 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.
도 1 내지, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명은 철도차량의 언더프레임(U) 및 엔드프레임(E)을 용접하기 위한 회전장치로서,
먼저, 상기 언더프레임(U)의 전방 및 후방에 각각 위치하도록 형성되고 상하로 분리되어 상기 언더프레임(U)을 고정하는 회전지그(10)가 형성된다.
상기 회전지그(10)는 하부에 반원형상의 하부지그(11)와, 상기 하부지그(11)의 상부에 분리가능하게 결합하는 반원형상에 상부지그(12)로 이루어진다.
상기 하부지그(11)와 상부지그(12)는 분리가능하도록 위해 하부지그(11)와 상부지그(12)의 양측이 각각 볼트(B)와 너트(N)로 고정되는 것이 가장 바람직하다.
상기 하부지그(11)의 상부 및 상부지그(12)의 하부에는 양측으로 상기 언더프레임(U)의 측면을 물어 고정하기 위한 제1 고정부(11a) 및 제2 고정부(11b)가 각각 형성되어 이루어진다.
그리고 상기 회전지그(10)를 회전가능하게 지지하기 위해 상기 회전지그(10)의 하부에는 지지프레임(20)이 설치된다.
그리고 상기 회전지그(10)의 외부 둘레면(10a)에 맞닿도록 상기 지지프레임(20)에는 구동롤러(30)가 설치된다.
그리고 상기 구동롤러(30)를 통해 회전지그(10)가 회전하도록 상기 지지프레임(20)에는 상기 구동롤러(30)를 회전시키는 제1 구동모터(40)가 설치된다.
상기 지지프레임(20)은 상기 구동롤러(30) 및 제1 구동모터(40)를 설치하기 위해 하부에 형성되는 받침대(21)와, 상기 받침대(21)에 상부로 돌출되도록 형성되어 상기 회전지그(10)의 양측에 각각 위치하는 지주(22)로 이루어진다.
상기 받침대(21) 및 지주(22)에는 상기 회전지그(10)의 길이방향 이탈을 방지하기 위한 이탈방지롤러(23)가 각각 형성된다.
상기 이탈방지롤러(23)는 2개가 한조를 이루며 회전지그(10)를 사이에 두고 회전지그(10)의 양편으로 설치된다.
상기 구동롤러(30)는 회전지그(10)의 양편 하부에 각각 배치되는 2개의 구동롤러(30)로 이루어지며 이 2개의 구동롤러(30)는 제1 구동모터(40)에 연결되어 이 제1 구동모터(40)와 함께 회전하는 제1 회전축(41)에 연결된다.
그리고 상기 언더프레임(U)의 회전 간섭을 피하기 위해 지지프레임(20)의 하부에 이 지지프레임(20)을 승강시키는 승강부(50)가 설치된다.
상기 승강부(50)는 상기 지지프레임(20)의 하부에 설치되는 래크(51)와 상기 래크(51)에 맞물려 회전을 통해 상기 래크(51)를 상하로 이동시키는 피니언(52)과, 상기 피니언(52)을 회전시키는 제2 구동모터(60)로 이루어진다.
상기 승강부(50)는 상기 지지프레임(20)의 하부 양편에 각각 배치되는 2개의 수강부(50)로 이루어지며 이 2개의 승강부(50)는 제2 구동모터(60)에 연결되어 이 제2 구동모터(60)와 함께 회전하는 제2 회전축(61)에 연결된다.
상기 회전지그(10) 사이와 전방 및 후방에는 상기 회전지그(10)가 지지하지 못한 상기 언더프레임(10)의 전단과 후단 및 중앙을 처짐이 없도록 지지하는 복수 개의 서포트(70)가 설치된다.
상기 서포터(70)는 하부에 형성되는 몸체(71)와, 상기 몸체(71) 내에 수용되어 회전을 통해 신축하는 로드(72)와, 상기 로드(72)의 단부에 형성되는 아암부(73)로 이루어지되, 상기 서포트(70)는 유압으로 작동되는 것이 가장 바람직하다.
한편, 상기 서포트(70)는 바닥면(G)에 설치되고, 상기 지지프레임(20) 및 승강부(50)는 바닥면보다 아래에 위치한 제1 도크(G1)에 설치되며, 상기 언더프레임(U)의 전단 및 후단이 위치하는 곳에는 하방으로 회전된 엔드프레임(E)을 수용하기 위해 바닥면(G)보다 아래에 위치한 제2 도크(G2)가 형성된다.
상기와 같이 구성된 본 고안의 작용 상태를 설명하면 다음과 같다.
언더프레임(U)의 전단 및 후단에 엔드프레임(E)을 용접할 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 우선, 회전지그(10)에서 볼트(B)와 너트(N)를 풀어 하부지그(11)에서 상부지그(12)를 들어올려 분리한다.
이후, 도 5에 도시된 바와 같이 서포트(70)의 상부에 언더프레임(U)의 하부가 안착하도록 올려놓으면, 언더프레임(U)의 전방 및 후방은 회전지그(10)의 하부에 위치한 반원형상의 하부지그(11)에 안착하게 된다.
그리고 도 6에 도시된 바와 같이 하부지그(11)에 상부에 반원형상의 상부지그(12)를 올려놓은 후, 이 하부지그(11)와 상부지그(12)의 양측을 각각 볼트(B) 및 너트(B)로 고정하면, 하부지그(11)의 제1 고정부(11a)와 상부지그(12)의 제2 고정부(12a)는 언더프레임(U)의 측면을 각각 가압으로 물게 되므로, 회전지그(10)는 원형을 이루게 되고, 언더프레임(U)의 전방 및 후방은 각각 회전지그(10)에 견고하게 고정된다.
그리고 도 7에 도시된 바와 같이 회전지그(10)에 고정된 언더프레임(U)의 전단 및 후단에 버팀대(80)를 배면에 결합한 엔드프레임(E)을 각각 올려놓고, 상기 버팀대(80)와 언더프레임(U)을 결합하면, 언더프레임(U)단 및 후단에 엔드프레임(E) 가결합하게 된다.
따라서, 작업자는 언더프레임(U)과 엔드프레임(E)의 맞닿는 상부를 먼저 아래 보기로 용접하면, 상기 언더프레임(U)과 엔드프레임(E)의 상부는 용접으로 고정된다.
다음으로, 도 8에 도시된 바와 같이 언더프레임(U)의 회전시키기 전에 승강부(50)의 작동시킨다.
승강부(50)의 작동은 제2 구동모터(60)가 정회전하게 되면, 상기 제2 구동모터(60)와 제2 회전축(61)에 연결된 양편의 피니언(52)도 정회전하게 되고, 상기 피니언(52)에 맞물린 래크부(51)는 상부로 이동하게 되고, 상기 래크부(51)의 상부에 고정된 받침대(21)는 래크부(51)에 의해 상승하게 되므로, 받침대(21)를 하부에 일체로 형성한 지지프레임(20)과 이 지지프레임(20)의 상부에 설치된 회전지그(10)은 상승하게 된다.
그리고 도 9에 도시된 바와 같이 회전지그(10)가 상승된 상태에서 상승된 회전지그(10)를 회전시키기 위해 제1 구동모터(40)를 작동시키면, 이 제1 구동모터(40)가 정회전하게 되고, 상기 구동모터(40)와 제1 회전축(41)으로 연결된 양편의 구동롤러(30)도 정회전하게 되고, 상기 구동롤러(30)는 회전지그(10)의 외부 둘레면(10a)에 맞닿도록 설치되었기 때문에, 회전지그(10)와 이 회전지그(10)에 고정된 언더프레임(U)은 정회전하게 된다.
이때, 지지프레임(20)의 받침대(21)와 지주(22)에 설치된 이탈방지롤러(23)는 회전지그(10)와 함께 회전하면서 이 회전지그(10)가 지지프레임(20)에서 언더프레임(U)의 길이방향으로 이탈되는 것을 방지한다.
그리고 도 10에 도시된 바와 같이 정회전하는 회전지그(10)가 180도 회전하게 되면, 제1 구동모터(40)는 회전을 멈추게 되고, 구동롤러(30)와 회전지그(10)는 회전력의 소멸하여 회전하지 않게 된다. 이때, 언더프레임(U)과 엔드프레임(E)은 뒤집혀 상면과 하면의 위치가 바뀌게 된다.
이후, 도 11에 도시된 바와 같이 제2 구동모터(60)가 역회전하게 되면, 역회전하는 피니언(52)에 맞물린 래크부(51)는 하부로 이동하게 되므로, 지지프레임(20)과 회전지그(10)도 지지프레임(20)에 의해 하강하게 된다.
따라서, 작업자는 언더프레임(U)과 엔드프레임(E)의 맞닿는 하부를 아래 보기로 용접하면 언더프레임(U)과 엔드프레임(E)의 용접작업이 끝나게 된다.
그리고 도 12에 도시된 바와 같이 언더프레임(U)을 탈거하기 위해서는 180도 회전된 회전지그(10)를 다시 제1 구동모터(40)와 구동롤러(30)로 180도 정회전시켜 언더프레임(U)을 용접 전 상태에 위치하게 하고, 하부지그(11)에서 상부지그(12)를 분리하고, 엔드프레임(E)이 용접된 언더프레임(U)의 꺼내면 된다.
한편, 도 13a, 13b에 도시된 바와 같이 서포트(70)는 공지된 구성으로서, 언더프레임(U) 안착시, 몸체(71) 내에 수용된 로드(72)가 회전을 통해 상부로 신장하고, 상기 로드(72)의 단부에 설치된 아암부(73)도 로드(72)와 함께 회전하여 언더프레임(U)의 측면 하부에 위치하면서 언더프레임(U)의 전단과 후단 및 중앙을 처짐이 없도록 지지하게 된다.
또, 서포트(70)는 언더프레임(U) 회전시, 몸체(71) 내에 수용된 로드(72)가 회전을 통해 하부로 수축되어 상기 로드(72)의 단부에 설치된 아암부(73)가 언더프레임(U)의 측면 하부 바깥쪽에 위치하게 되므로, 서포트(70)가 회전하는 언더프레임(U)의 측면에 간섭을 주지 않게 된다.
10: 회전지그 10a: 외부 둘레면
11: 하부지그 11a: 제1 고정부
12: 상부지그 12a: 제2 고정부
20: 지지프레임 21: 받침대
22: 지주 23: 이탈방지롤러
30: 구동롤러 40: 제1 구동모터
41: 제1 회전축 50: 승강부
51: 래크 52: 피니언
60: 제2 구동모터 61: 제2 회전축
70: 서포트 71: 몸체
72: 로드 73: 아암부
80: 버팀대 B: 볼트
E: 엔드프레임 G: 바닥면
G1: 제 1 도크 G2: 제2 도크
N: 너트 U: 언더프레임

Claims (7)

  1. 철도차량의 언더프레임 및 엔드프레임을 용접하기 위한 회전장치로서,
    상기 언더프레임의 전방 및 후방에 각각 위치하도록 형성되고 상하로 분리되어 상기 언더프레임을 고정하는 회전지그와,
    상기 회전지그를 회전가능하게 지지하기 위해 상기 회전지그의 하부에 설치되는 지지프레임과,
    상기 회전지그의 외부 둘레면에 맞닿도록 상기 지지프레임에 설치되는 구동롤러와,
    상기 구동롤러를 통해 회전지그가 회전하도록 상기 지지프레임에 설치되어 상기 구동롤러를 회전시키는 제1 구동모터와,
    상기 언더프레임의 회전 간섭을 피하기 위해 지지프레임의 하부에 설치되어 이 지지프레임을 승강시키는 승강부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 철도차량의 차체 용접용 회전장치.
  2. 청구항 1 에 있어서,
    상기 회전지그는 하부에 반원형상의 하부지그와, 상기 하부지그의 상부에 분리가능하게 결합하는 반원형상에 상부지그로 이루어지는 것을 특징으로 하는 철도차량의 차체 용접용 회전장치.
  3. 청구항 2 에 있어서,
    상기 하부지그의 상부 및 상부지그의 하부에는 양측으로 상기 언더프레임의 측면을 물어 고정하기 위한 제1 고정부 및 제2 고정부가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 철도차량의 차체 용접용 회전장치.
  4. 청구항 1 에 있어서,
    상기 지지프레임은 상기 구동롤러 및 제1 구동모터를 설치하기 위해 하부에 형성되는 받침대와, 상기 받침대에 상부로 돌출되도록 형성되어 상기 회전지그의 양측에 각각 위치하는 지주로 이루어지는 것을 특징으로 하는 철도차량의 차체 용접용 회전장치.
  5. 청구항 4 에 있어서,
    상기 받침대 및 지주에는 상기 회전지그의 길이방향 이탈을 방지하기 위한 이탈방지롤러가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 철도차량의 차체 용접용 회전장치.
  6. 청구항 1 에 있어서,
    상기 승강부는 상기 지지프레임의 하부에 설치되는 래크와 상기 래크에 맞물려 회전을 통해 상기 래크를 상하로 이동시키는 피니언과, 상기 피니언을 회전시키는 제2 구동모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 철도차량의 차체 용접용 회전장치.
  7. 청구항 1 에 있어서,
    상기 전방 및 후방 회전지그 사이에는 상기 언더프레임을 처짐이 없도록 지지하는 복수 개의 서포트가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 철도차량의 차체 용접용 회전장치.
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