KR20210000082U - 가우징 토치의 전극봉 클램핑 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 토치 헤드, 상기 토치헤드의 선단에 마련되며 외부에서 공급된 에어를 분사시키는 에어분사노즐이 형성된 전극, 상기 토치 헤드의 상면에 힌지 결합된 상태에서 상기 힌지를 중심으로 회동하는 레버 및 상기 토치 헤드와 상기 레버 사이에 설치되며 상기 레버의 회동을 탄력 지지하는 스프링, 상기 레버의 선단에 마련되는 누름대로 구성한 가우징 토치에 설치되는 가우징 토치의 전극봉 클램핑 장치에 있어서, 원통의 파이프 형태로 중앙으로는 전극봉이 관통하기 위한 통과구멍이 형성되며 상기 토치헤드의 전극과 상기 레버의 누름대 사이에 끼워진 상태에서 상기 스프링의 텐션력으로 가압 고정되는 바디, 상기 바디의 끝단 둘레면에 절개 형성되는 적어도 하나 이상의 절개부, 상기 바디의 끝단에 결합되며 상기 바디의 외경을 가압하여 상기 바디의 통과구멍을 관통한 상기 전극봉을 상기 바디의 선단으로 인출 가능하게 가압 고정시키는 가압수단으로 구성함을 특징으로 하는 가우징 토치의 전극봉 클램핑 장치를 제공한다.

Description

가우징 토치의 전극봉 클램핑 장치{Electrode clamping device of gouging torch}

본 고안은 가우징 토치의 전극봉 클램핑 장치에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 용융과정에서 소모되어 길이가 짧아진 전극봉을 버리지 않고 계속적으로 사용할 수 있도록 한 가우징 토치의 전극봉 클램핑 장치에 관한 것이다.

일반적으로 에어 가우징 절단 작업은 전극(가우징 카본봉)과 모재(철판)간에 아크(ARC)를 발생시켜 용융된 금속을 가우징 카본봉에 평형 공급되는 고속 공기류(AIR)에 의해 용해된 금속을 불어서 날려버리는 기계장치로 용접부의 홈파기, 용접 결합부의 제거, 절단 및 구멍 뚫기 등 여러 분야에 응용되어 다양하게 사용되고 있다.

일반적인 에어 가우징 절단 작업 과정을 살펴보면 가우징 카본봉을 절단장버을 수행할 철판의 표면에 접촉하게 되면 아크가 발생되고 고온의 아크에 의하여 철판이 녹기 시작하며 이때 용융된 철판을 효과적으로 제거하기 위하여 고압의 에어를 가우징 카본봉과 평형 방향으로 공급하여 용융된 금속들을 불어내어 제거한다.

상기한 에어 가우징 토치와 관련한 대표적인 선행기술로는 대한민국 특허청 공개특허공보 공개번호 제 10-2011-0136445 호(이하, 선행기술이라 칭함)를 예로 들 수 있다.

상기 선행기술은 카본 전극봉을 집어주는 받침 본체와 가동 본체로 구성되고, 전기 전력과 압축공기를 공급하는 케이블로 구성된 가우징 용접 작업용 가우징 토치에 있어서, 상기의 받침 본체의 이음관 통공 내부에 삽입되어 전력과 압축 공기를 유입하는 이음관의 구성이 케이블을 구성하는 피복과 동선을 결합하는 수단으로, 단턱과 패킹을 형성한 피복 고정구와, 동선을 압착하여 고정되는 동선 고정구 및 피복 고정구와 동선 고정구의 간격을 유지하는 간격 링으로 구성되는 것과, 상기의 가우징 토치의 작동 스위치에 동작하는 에어 핀의 구성이, 작동 스위치에 밀착되고 에어 홀을 형성한 제1 몸체와, 상기의 제1 몸체에 결합되어 전, 후로 이동하는 형태로 에어 홀을 개폐하는 제2 몸체와, 상기의 제1 몸체에 결합되어 이음관과 스프링으로 연결되는 제3 몸체로 구성된 것을 요지로 하고 있다.

그러나 선행기술은 헤드의 출력단으로 전류를 전달하는 동시에 가우징 헤드를 구성하는 부품들이 집결되는 받침 본체인 토치 헤드의 경우 비중이 높은 황동(비중 8.4~8.54 )으로 구성되어 무게가 상당히 무거우며, 이러한 토치 헤드의 무게는 토치 전체 구성품중에서 그 무게 비율이 약 60%를 차지하게 되는 데, 이러한 토치 헤드를 포함한 토치를 한 손으로 들고 토치의 무게와 용융된 금속을 불어내기 위한 고압으로 분출되는 에어(AIR)의 압력을 견디며 장시간 작업해야 하는 작업의 특성상 작업자의 손목 피로도는 아주 빠르게 상승하는 결과를 초래한다.

또한 황동은 전류의 흐름에 있어 고유 전기 저항이 크기 때문에 빠르게 열이 발생하여 연속적인 가우징 절단 작업을 방해하며 고열로 인한 가우징 헤드의 파손을 가져오게 된다.

한편, 종래의 가우징 토치 헤드의 또 다른 문제점은 암페어(Ampere)가 높은 고전류를 가우징 토치 헤드로 보내야 하기 때문에 두꺼운 케이블을 장착하여 사용하게 되는 데, 이때 장착 구조는 나사산으로 구성된 양쪽 끝단을 끝까지 조여서 고정하는 구조를 가지고 있다.

이러한 구조로 장착이 되면 케이블의 끝단에 가우징 헤드가 고정이 되어 가우징 헤드와 케이블은 움직일 수 없는 몸체, 즉 일체형이 된다. 기존의 무거운 가우징 토치 헤드에 더 무겁고 두꺼운 케이블이 장착되기 때문에 가우징 절단 작업에 있어 상당히 불편하며 엄청난 피로도 상승을 초래하게 된다.

문헌 1: 대한민국특허청등록특허공보 등록번호 10-1826435 호

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 토치헤드에 파이프 형상의 클램핑 장치를 설치하고, 상기 클램핑장치로 전극봉을 통과시켜 사용토록 하여, 용융과정에서 소모되어 길이가 짧아진 전극봉을 버리지 않고 계속적으로 사용할 수 있도록 한 가우징 토치의 전극봉 클램핑 장치를 제공함에 있다.

상술하 목적을 달성하기 위한 본 고안은 토치 헤드, 상기 토치헤드의 선단에 마련되며 외부에서 공급된 에어를 분사시키는 에어분사노즐이 형성된 전극, 상기 토치 헤드의 상면에 힌지 결합된 상태에서 상기 힌지를 중심으로 회동하는 레버 및 상기 토치 헤드와 상기 레버 사이에 설치되며 상기 레버의 회동을 탄력 지지하는 스프링, 상기 레버의 선단에 마련되는 누름대로 구성한 가우징 토치에 설치되는 가우징 토치의 전극봉 클램핑 장치에 있어서, 원통의 파이프 형태로 중앙으로는 전극봉이 관통하기 위한 통과구멍이 형성되며 상기 토치헤드의 전극과 상기 레버의 누름대 사이에 끼워진 상태에서 상기 스프링의 텐션력으로 가압 고정되는 바디, 상기 바디의 끝단 둘레면에 절개 형성되는 적어도 하나 이상의 절개부, 상기 바디의 끝단에 결합되며 상기 바디의 외경을 가압하여 상기 바디의 통과구멍을 관통한 상기 전극봉을 상기 바디의 선단으로 인출 가능하게 가압 고정시키는 가압수단으로 구성함을 특징으로 한다.

상기 가압수단은 상기 바디의 끝단 외경에 형성되어 있는 홈, 상기 홈에 탄력적으로 끼워지며 상기 바디의 끝단 외경을 가압하는 탄성링으로 구성함이 바람직하다.

상기 가압수단은 상기 바디의 끝단 외경에 형성된 나사산, 상기 나사산에 나사식으로 체결되며 상기 바디의 끝단 외경을 가압하는 가압너트로 구성함이 바람직하다.

본 고안은 토치헤드에 파이프 형상의 클램핑 장치를 설치하고, 상기 클램핑장치로 전극봉을 통과시켜 사용토록 함으로서, 용융과정에서 소모되어 전극봉의 길이가 짧아졌을 때, 작업자가 클램프장치의 끝단 외부로 노출된 전극봉의 끝단을 잡고 밀어주면 전극봉은 클램프의 선단 외부로 빠져나오게 되며, 이를 통해 전극봉의 길이가 짧아지더라도 전극봉의 선단과 전극의 에어분사노즐을 평행하게 유지할 수 있어 길이가 짧아진 전극봉을 계속적으로 사용할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 에어 가우징 토치의 전체 구성을 도시한 도면.
도 2는 도 1의 클램핑 장치를 발췌하여 도시한 도면.
도 3은 도 1의 단면을 도시한 도면.
도 4와 도 5는 전극봉을 클램핑장치에 클램핑시킨 상태로 가우징 토치 작업을 수행하는 과정을 도시한 도면들.
도 6은 본 고안의 다른 실시 예에 따른 클램핑 장치의 단면도.

이하 본 고안의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 고안에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 고안으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 고안의 구성에서 설명으로 대체한다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 에어 가우징 토치의 전체 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 클램핑 장치를 발췌하여 도시한 도면이며, 도 3은 도 1의 단면을 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 3에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 고안의 에어 가우징 토치(100)는 내부에 에어밸브가 구비되며 토치 헤드(20)와, 상기 토치헤드의 선단에 마련되며 상기 에어밸브의 동작으로 공급된 에어를 분사시키는 에어분사노즐(34)이 형성된 전극(32), 상기 토치 헤드(20)의 상면에 힌지(22) 결합된 상태에서 상기 힌지(22)를 중심으로 회동하는 레버(24) 및 상기 토치 헤드(20)와 상기 레버(24) 사이에 설치되며 상기 레버(24)의 회동을 탄력 지지하는 스프링(26), 상기 레버의 선단에 마련되며 상기 스프링의 텐션력으로 상기 전극(32) 위에 놓여진 전극봉을 가압하는 누름대(38)로 구성한 토치부와, 상기 토치부의 토치헤드(20) 후방에 설치되며 전류 및 공기를 공급하는 케이블을 포함한다.

한편, 본 고안에서는 에어 가우징 토치의 전극(32)과 누름대(38) 사이로 전극봉을 직접적으로 물려 작업하는 것이 아니라, 파이프 형태의 클램핑 장치(100)를 토치헤드(20)의 전극(32)과 누름대(38) 사이에 설치하고, 상기 클램핑 장치(100)의 바디(50) 구멍(52)으로 전극봉(40)을 통과시켜 에어 가우징 절단 작업을 수행하도록 한다.

즉, 에어 가우징 절단 작업 과정은 전극봉(40)을 절단작업을 수행할 철판의 표면에 접촉시키게 되면 아크가 발생되고 고온의 아크에 의하여 철판이 녹기 시작하는 데, 이때 용융된 금속을 효과적으로 제거하기 위하여 고압의 에어를 전극봉(40)과 평형 방향으로 공급하여 용융된 금속들을 불어내어 제거한다.

이때 에어는 전극(32)에 형성되어 있는 에어 분사노즐(34)을 통해 분사되는 데, 에어의 분사방향은 반드시 전극봉(40)과 평형 방향으로 이루어져야만 용융된 금속으로 곧바로 분사될 수 있다. 그런데 전극봉(40)이 사용중에 점차적으로 길이가 짧아져 에어 분사노즐(34)과 전극봉(40)의 선단이 평형을 이루기 어려워지면 금속의 제거 효율이 급격히 떨어지게 되며, 따라서 어느 정도 전극봉(40)의 길이가 짧아지면 새것으로 교체해야 함으로서 재료낭비는 물론 잦은 교체작업으로 인해 작업성이 떨어질 수 있다.

이를 고려하여 본 고안의 클램핑장치(100)는 길이가 짧아진 전극봉(40)을 앞으로 밀어주는 방식으로 전극봉(40)과 에어분사노즐(34)의 각도가 평형을 이루도록 유도함으로서 전극봉(40)을 교체할 필요없이 길이가 짧아진 전극봉(40)을 계속적으로 사용할 수 있도록 하는 데 그 특징이 있다.

상기 클램핑 장치(100)는 원통의 파이프 형태로 내부에는 통과구멍(52)이 관통 형성된 바디(50)로 외형을 구성한다.

상기 바디(50)는 상기 토치헤드(20)의 전극(32)과 레버(24)의 누름대(38) 사이에 끼워진 상태로 스프링(26)의 텐션력이 가해지는 레버(24)의 누름압력에 의해 가압 고정된다.

상기 전극(32)의 상면에는 바디(50)의 외경이 면접촉할 수 있도록 라운드홈(36)을 함몰 형성함이 바람직하다.

또한, 상기 바디(50)의 선단 외경에도 별도의 홈(53)을 마련하고, 상기 홈(53)에는 레버(24)의 누름대(38)가 걸려질 수 있도록 하여 토치헤드(20)의 전극(32)과 레버(24)의 누름대(38) 사이에 끼워진 바디(50)를 유동 없이 가압 고정할 수 있도록 한다.

상기 바디(50)의 통과구멍(52)으로는 가우징 토치 작업을 위한 전극봉(40)이 관통하게 되는 데, 이때 상기 바디(50)는 토치헤드(20)의 전극(32)과 통과구멍(52)을 통과하는 전극봉(40)이 전기적으로 연결될 수 있도록 도전성을 가진 금속 재질로 성형한다.

상기 바디(50)의 끝단 둘레면에는 상기 바디(50)의 길이 방향으로 절개부(54)가 형성된다. 상기 절개부(54)는 후술하는 탄성링(58)의 가압에 따라 바디(50)의 끝단 외경이 오무려질 수 있도록 수축 공간을 제공한다.

상기 바디(50)의 끝단 외경에는 홈(56)이 형성되고, 상기 홈(56)에는 소정의 탄성력을 가지는 가압수단인 탄성링(58)이 끼워진다. 상기 탄성링(58)은 자체 탄성력으로 상기 바디(50)의 끝단 외경을 가압하게 되며, 이때의 탄성링(58) 압력에 의해 바디(50)의 끝단 외경은 절개부(54)를 통해 탄력적으로 조여지며 바디(50)의 통과구멍(52)을 관통한 전극봉(40)을 가압 고정하게 된다.

상기 탄성링(58)에 의해 바디(50)의 통과구멍(52)에 끼워진 상태로 가압 고정된 전극봉은 에어 가우징 절단과정에서 철판에 접촉되어 눌려지더라도 뒤로 밀려나지 않고 철판을 용융시키게 된다.

이때 상기 탄성링(58)의 탄성력은 가우징 절단 작업시 전극봉(40)이 철판(70)에 접촉된 상태로 눌려졌을 때, 밀려나지 않을 정도의 저항력을 가지면서도 작업자가 인위적으로 전극봉(40)을 뒤에서 밀어주면 전극봉(40)은 바디(50) 앞쪽으로 빠져나올 수 있을 정도의 구속력을 가질 수 있을 정도의 탄성력을 가지도록 제작한다. 즉, 도 4와 도 5에서 도시하고 있는 바와 같이 전극봉(40)의 계속적인 사용으로 전극봉(40)의 길이가 짧아졌을 때, 작업자가 바디(50)의 끝단 외부로 노출된 전극봉(40)의 끝단을 잡고 밀어주면 전극봉(40)은 바디(50)의 선단 외부로 빠져나올 수 있으며, 이를 통해 전극봉(40)의 길이가 짧아지더라도 전극봉(40)의 선단과 전극(32)의 에어분사노즐(36)을 평행하게 유지할 수 있다.

첨부된 도 6은 본 고안의 클램핑 장치에서 바디의 끝단 외경을 가압하는 다른 실시 구성을 도시한 도면들이다.

도 6에서와 같이, 본 고안의 다른 실시 예의 클램핑장치는 중앙으로 전극봉이 통과하기 위한 통과구멍(52)이 형성된 바디(50), 상기 바디(50)의 끝단 둘레면을 따라 절개 형성되는 절개부(54)로 구성하되, 상기 바디(50)의 끝단 외경에는 나사산(156)을 형성하고, 상기 바디(50)의 끝단 외경에는 새로운 가압수단인 가압너트(158)가 나사식으로 체결되도록 구성한 것에 특징을 가진다.

즉, 상기 가압너트(158)가 바디(150)의 끝단 외경에 체결되면 절개부(154)를 통해 바디(150)의 외경은 오무려지게 되고, 이를 통해 바디(150)의 통과구멍(152)을 관통한 전극봉(40)은 바디(150)에서 빠져나오지 않고 고정된 상태를 유지할 수 있는 것이다.

상기 가압너트(158)의 체결력은 가우징 절단 작업시 전극봉(40)이 철판(70)에 접촉된 상태로 눌려졌을 때, 밀려나지 않을 정도의 저항력을 가지면서도 작업자가 인위적으로 전극봉(40)을 뒤에서 밀어주면 전극봉(40)은 바디(150) 앞쪽으로 빠져나올 수 있을 정도의 구속력을 가지도록 하여야 하며, 이를 위해 가압너트(158)의 체결깊이를 작업자가 조절하여 전극봉(40)에 가해지는 압력을 조절하도록 한다. 즉, 전극봉(40)의 계속적인 사용으로 전극봉(40)의 길이가 짧아졌을 때, 작업자가 바디(150)의 끝단 외부로 노출된 전극봉(40)의 끝단을 잡고 밀어주면 전극봉(40)은 바디(150)의 선단 외부로 빠져나올 수 있으며, 이를 통해 전극봉(40)의 길이가 짧아지더라도 전극봉(40)의 선단과 전극(32)의 에어분사노즐(36)을 평행하게 유지할 수 있다.

10: 토치부 20: 토치헤드
24: 레버 26: 스프링
32: 전극 34: 에어분사노즐
36: 라운드홈 38: 누름대
40: 전극봉 50: 바디
52: 통과구멍 54: 절개부
56: 홈 58: 탄성링

Claims (3)

1. 토치 헤드(20), 상기 토치헤드(20)의 선단에 마련되며 외부에서 공급된 에어를 분사시키는 에어분사노즐(34)이 형성된 전극(32), 상기 토치 헤드(20)의 상면에 힌지(22) 결합된 상태에서 상기 힌지(22)를 중심으로 회동하는 레버(24) 및 상기 토치 헤드(20)와 상기 레버(24) 사이에 설치되며 상기 레버(24)의 회동을 탄력 지지하는 스프링(26), 상기 레버(24)의 선단에 마련되는 누름대(38)로 구성한 가우징 토치에 설치되는 가우징 토치의 전극봉 클램핑 장치에 있어서,
   원통의 파이프 형태로 중앙으로는 전극봉(40)이 관통하기 위한 통과구멍(52)이 형성되며 상기 토치헤드(20)의 전극(32)과 상기 레버(24)의 누름대(38) 사이에 끼워진 상태에서 상기 스프링(26)의 텐션력으로 가압 고정되는 바디(50);
   상기 바디(50)의 끝단 둘레면에 절개 형성되는 적어도 하나 이상의 절개부(54);
   상기 바디(50)의 끝단에 결합되며 상기 바디(50)의 외경을 가압하여 상기 바디(50)의 통과구멍(52)을 관통한 상기 전극봉(40)을 상기 바디(50)의 선단으로 인출 가능하게 가압 고정시키는 가압수단으로 구성함을 특징으로 하는 가우징 토치의 전극봉 클램핑 장치.
   
   
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 가압수단은;
   상기 바디(50)의 끝단 외경에 형성되어 있는 홈(56);
   상기 홈(56)에 탄력적으로 끼워지며 상기 바디(50)의 끝단 외경을 가압하는 탄성링(58)임을 특징으로 하는 가우징 토치의 전극봉 클램핑 장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 가압수단은;
   상기 바디(50)의 끝단 외경에 형성된 나사산(156);
   상기 나사산(156)에 나사식으로 체결되며 상기 바디(50)의 끝단 외경을 가압하는 가압너트(158)임을 특징으로 하는 가우징 토치의 전극봉 클램핑 장치.
   
   
   
   
   
   

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