KR20240052188A

KR20240052188A - 용접형 철근커플러 및 체결방법

Info

Publication number: KR20240052188A
Application number: KR1020220131914A
Authority: KR
Inventors: 박찬석
Original assignee: 박찬석
Priority date: 2022-10-14
Filing date: 2022-10-14
Publication date: 2024-04-23
Also published as: WO2024080528A1

Abstract

본 발명은 내면에 고정홈(131)이 구비된 파이프(130), 중앙에는 리벳홀(151)이 형성되고, 외측면에는 용융용액 배출공(152)이 구비되며, 파이프(130)의 내면의 고정홈(131)에 끼움되어 고정된 용접원판(150), 알루미늄 재질로 형성되며, 용접원판(150)의 리벳홀(151)에 삽입 고정된 리벳(160), 파이프(130)의 상단부에 삽입된 절연링(140), 파이프(130)의 상단에서 삽입되는 상부철근(110), 파이프(130)의 하단에서 삽입되며, 리벳(160)의 저면과 접촉하는 하부철근(120)을 포함하는 것을 요지로 한다.

Description

용접형 철근커플러 및 체결방법{Welded reinforcement couplers and fastening methods}

본 발명은 철근 융접합 타입 커플러에 관한 것으로, 구체적으로는 철근의 이음부를 커플러를 이용한 용접에 의해 융접합(融接合)하여 연결시킴으로써, 이음 작업이 용이하며, 시공의 효율성을 증대시킬 수 있고, 제조단가가 저렴하여 시공 비용을 절감할 수 있는 용접형 철근커플러 및 체결방법에 관한 것이다.

철근은 건축이나 토목 분야에서 콘크리트 구조물의 내부 뼈대로써 사용하고 있다. 철근은 일정한 길이의 규격품으로 생성되므로, 구조물의 길이에 따라 철근을 상호 이음해서 사용하고 있는데, 맞대기 이음과 겹침이음을 사용하며, 맞대기 이음은 NC 커플러와 용접이음이 주로 사용되고, 겹침이음은 철사로 묶어서 이음하는 방법이 사용되고 있다.

도 1은 종래 철근 용접방법의 측면도이다.

도시된 바와 같이. 고정철근(10)과 연장철근(20)의 각 단부를 소정각도로 절단하여 용접면(10a,20a)을 형성하고, 고정철근(10)과 연장철근(20)을 소정 간격으로 이격한 다음, 이격된 양 철근(10,20) 사이에 삽입된 용접와이어에 의한 용착물(60)을 채워 철근을 용접하는 방법이 공지되어 있다.

그러나 종래의 철근을 용접하는 기술은 용접면을 형성하는 공정 및 각각의 철근을 수평상태로 유지하기 위한 가용접 또는 지그 등의 별도의 구성이 필요한 것이므로, 시공의 효율성이 떨어지고, 시공 비용이 증가되는 문제점이 있었다.

등록특허공보 제10-1023816호(2011.03.21. 공고)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 철근의 이음부를 용접에 의해 융접합(融接合)하여 연결시킴으로써, 이음 작업이 용이하며, 시공의 효율성을 증대시킬 수 있고, 제조단가가 저렴하여 시공 비용을 절감할 수 있는 용접형 철근커플러 및 체결방법을 제공하고자 함이다.

본 발명 용접형 철근커플러는, 내면에 고정홈이 구비된 파이프, 중앙에는 리벳홀이 형성되고, 외측면에는 용융용액 배출공이 구비되며, 파이프의 내면의 고정홈에 끼움되어 고정된 용접원판, 알루미늄 재질로 형성되며, 용접원판의 리벳홀에 삽입 고정된 리벳, 파이프의 상단부에 삽입된 절연링, 파이프의 상단에서 삽입되는 상부철근, 파이프의 하단에서 삽입되며, 리벳의 저면과 접촉하는 하부철근을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 절연링은, 리벳과 간격을 유지한 상태로 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 하부철근은, 파이프의 내면과 간극을 유지한 상태로 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 용접원판은, 원호형으로 이루어지고, 용융용액 배출공의 내면은 라운드면을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명 용접형 철근커플러의 체결방법은, 철판을 프레스하여 용접원판을 가공하는 단계, 용접원판을 원호형을 벤딩하는 단계, 벤딩된 용접원판의 리벳홀에 알루미늄 재질의 리벳을 리벳팅하는 단계, 용접원판을 파이프에 삽입하여 고정홈에 고정하는 단계, 절연링을 파이프의 상단 내부에 삽입하여 리벳과 간격을 유지한 상태로 설치하는 단계, 하부철근(120)을 파이프(130) 하단 내부에 삽입하여 파이프(130) 내면과 간극(S)를 유지한 상태에서 리벳(160)의 저면과 접촉된 상태로 설치하는 단계(S6), 상부철근(110)을 파이프(130) 상단 내부에 삽입하는 단계(S7), 상부철근(110)을 끌어올려 아크를 발생시켜 용접하는 단계(S8)가 순차적으로 진행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 철근의 이음부를 커플러를 이용한 용접에 의해 융접합(融接合)하여 연결시킴으로써 이음 작업이 용이한 효과, 시공의 효율성을 증대시킬 수 있는 효과, 제조단가가 저렴하여 시공 비용을 절감할 수 있는 복합적 효과가 있다.

본 발명은 철근과 다른 이종재질이 용접부에 포함되지 않아 철근 이음부의 용접강도를 향상시키는 효과를 가진다.

본 발명은 파이프내에서 용접되므로, 용접불꽃으로 인한 화재가 발생하지 않는 효과가 있다.

도 1은 종래 철근 용접방법의 측면도.
도 2는 본 발명 용접형 철근커플러의 단면도.
도 3은 용접원판의 평면도.
도 4는 용접원판의 다른 실시 예의 단면도 및 부분확대도.
도 5는 용접원판의 제조공정도.
도 6은, 용접형 철근커플러 체결방법의 시계열적 흐름도.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.

또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하다.

그리고 본 출원에서, '포함하다', '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특정의 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지칭하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

그러므로, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 구현 예(態樣, aspect)(또는 실시 예)들을 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, 본 명세서에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 주지 또는 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

이하에서 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참고하여 설명한다.

도 2는 본 발명 용접형 철근커플러의 단면도, 도 3은 용접원판의 평면도이다.

도시된 바와 같이 '용접형 철근커플러'(100. 이하 '커플러'라 한다)는, 파이프(130), 절연링(140), 용접원판(150), '알루미늄 리벳'(160. 이하 '리벳'이라 한다)을 포함하고 있으며, 상부철근(110) 및 하부철근(120)과 유기적으로 결합되어 있다.

파이프(130)는, 내면 중앙에 고정홈(131)이 구비되어 있어, 용접원판(150)이 끼움 고정된다.

용접원판(150)은, 파이프(130)의 내면과 대응하는 원형 판재의 형상을 가지고 있으며, 중앙에는 리벳홀(151)이 형성되어 리벳(160)이 삽입 고정되고, 외측면에는 '용융용액 배출공'(152. 이하 '배출공'이라 한다)이 구비되어 있다.

상기 용접원판(150)은 파이프(130)의 내면에 형성된 고정홈(131)에 끼움되어 고정된다.

리벳(160)은, 알루미늄 재질로 형성되어 있으며, 용접원판(150)의 리벳홀(151)에 삽입 고정된다.

상기 알루미늄 재질의 리벳(160)은, 전기전도성이 높고, 융점이 낮으면서, 아크를 지속적으로 발생시키는 역할을 한다.

절연링(140)은, 파이프(130)의 상단부에 삽입되며, 리벳(160)과 2~5mm 정도의 간격(t)을 유지한 상태로 설치된다. 절연링(140)은 비전도체로서 아크의 발생열에 의해 용융되면서 발생되는 가스가 용접부에 침투하지 않는 것이 바람직하므로, 소정 거리를 이격하는 것이 바람직하다.

상부철근(110)은 파이프(130)의 상단에서 삽입되며, 리벳(160)과 아크를 발생시킬 수 있는 정도의 간격(이하 '아크지속발생을 위한 간격'이라 함)을 유지한 상태로 끌어올려진 상태에서 통전되어 아크가 발생된다. 상기 아크지속발생을 위한 간격은 상부철근(110)을 클램핑하는 상부지그(미도시)에 의해 유지한다.

하부철근(120)은 파이프(130)의 하단에서 삽입되어, 리벳(160)의 저면과 접촉한 상태에서, 파이프(130)의 내면과 일정한 간극(S)을 유지함으로서, 리벳(160)이 용융되어 흘러내리는 통로의 기능을 가지게 한다.

상기 상부철근(110), 하부철근(120), 용접원판(150), 파이프(130)는 철소재이고, 상부철근(110)과 하부철근(120)에 전원을 접지하여 아크를 발생시키는 것이며, 상부철근(110)은 도시하지 않은 구동수단에 의하여 하측 방향으로 이동하여 용접시 리벳(160)이 용융되어 흘러내려도 아크가 지속적으로 발생할 수 있는 거리를 유지시킬수 있음은 물론이다.

이와 같은 커플러의 용접체결을 살펴보면,

직립된 형상의 커플러(100)에 상부철근(110)과 하부철근(120)이 삽입된 상태에서 전원을 인가하면, 리벳(160)과 상부철근(110) 사이에서 아크가 발생하여, 상부철근(110)의 저면, 하부철근(120)의 상면, 용접원판(160), 절연링(140)이 설치되지 않은 파이프(130)의 내면이 모두 용융되어 용접된다.

이때, 알루미늄 재질의 리벳(160)이 강소재의 용접부위에 존재하면, 철근과 다른 이종재질인 알루미늄이 용접부에 포함되어 용접강도가 저하되므로, 용융된 리벳(160)은 용접원판(150)의 외면에 구비된 배출공(152)을 통하여 배출되고, 배출공(152)에서 배출된 알루미늄 용액은 하부철근(130)과 파이프(130) 사이의 간극(S)을 통하여 하방향으로 배출됨으로서, 용접부분에서는 알루미늄이 제거되어, 용접부분의 강도 저하를 억제할 수 있는 것이다.

즉, 철근의 이음부를 용접에 의해 융접합(融接合)하여 연결시킴으로써, 이음 작업이 용이한 효과, 시공의 효율성을 증대시킬 수 있는 효과, 제조단가가 저렴하여 시공 비용을 절감할 수 있는 복합적 효과를 가질 수 있는 것이다.

또한 파이프(130) 내에서 용접이 수행되어 용접불꽃이 외부로 방출되지 않아 용접불꽃으로 인한 화재를 예방할 수 있다.

이하에서는 용접원판의 다른 실시 예에 관하여 설명한다.

도 4는 용접원판의 다른 실시 예의 단면도 및 부분확대도이다.

도시된 바와 같이 본 실시 예서는 용접원판(150)이 원호형으로 이루어진 점과 용접원판(150)의 외측면에 구비된 배출공(152)의 내면이 라운드면(R)을 형성하는 점에 특징이 있다.

이와 같이 원호형을 가지는 용접원판(150)에 의하여 리벳(160)이 용융되어 알루미늄 용액이 흘러내릴 때, 용접원판(150)의 원호형 외면을 따라 흐르는 것이므로, 용액의 배출이 용이하게 이루어질 수 있는 것이며, 배출공(152)의 내면이 라운드면(R)을 형성하고 있는 것이므로, 용액의 배출이 더욱 더 원활하게 이루어질 수 있는 작용, 효과를 가지는 것이다.

이하의 실시 예에서는 커플러 체결방법에 관하여 설명한다.

도 5는 용접원판의 제조공정도, 도 6은, 용접형 철근커플러 체결방법의 시계열적 흐름도이다.

먼저 철판을 프레스하여 용접원판(150)을 가공하는 단계(S1)를 진행하여, 리벳홀(151)과 배출공(152)이 형성된 판재형상의 용접원판(150)을 가공한다.

그 다음, 용접원판(150)을 원호형을 벤딩하는 단계(S2)를 진행하여, 용융된 리벳(160)의 알루미늄 용융액의 배출을 원활하게 구조를 가지게 한다.

그 다음, 벤딩된 용접원판(150)의 리벳홀(151)에 알루미늄 재질의 리벳(160)을 리벳팅하는 단계(S3)를 진행하여, 리벳(160)을 용접원판(150)에 고정한다.

그 다음, 용접원판(150)을 파이프(130)에 삽입하여 고정홈(131)에 고정하는 단계(S4)를 진행하여, 용접원판(150)을 파이프(130)의 내면에 고정한다.

그 다음 절연링(140)을 파이프(130)의 상단 내부에 삽입하여 리벳(160)과 간격(t)을 유지한 상태로 설치하는 단계(S5)를 진행한다.\

그 다음 하부철근(120)을 파이프(130) 하단 내부에 삽입하여 파이프(130) 내면과 간극(S)를 유지한 상태에서 리벳(160)의 저면과 접촉된 상태로 설치하는 단계(S6)를 진행한다.

그 다음 상부철근(110)을 파이프(130) 상단 내부에 삽입하는 단계(S7)를 진행한다.

그 다음 상부철근(110)을 끌어올려 통전시켜 용접하는 단계(S8)를 진행함으로, 커플러(100)의 용접체결을 완료한다.

이상과 같은 본 발명은, 철근의 이음부를 용접에 의해 융접합(融接合)하여 연결시킴으로써, 이음 작업이 용이한 효과, 시공의 효율성을 증대시킬 수 있는 효과, 제조단가가 저렴하여 시공 비용을 절감할 수 있는 효과, 철근 이음부의 용접강도를 향상시키는 효과를 복합적을 가질 수 있는 것이다.

100:용접형 철근커플러 110:상부철근
120:하부철근 130:파이프
131:고정홈 140:절연링
150:용접원판 151:리벳홀
152:용융용액 배출공 160:알루미늄 리벳
R:라운드면 t:간격
S:간극

Claims

내면에 고정홈(131)이 구비된 파이프(130),
중앙에는 리벳홀(151)이 형성되고, 외측면에는 용융용액 배출공(152)이 구비되며, 파이프(130)의 내면의 고정홈(131)에 끼움되어 고정된 용접원판(150),
알루미늄 재질로 형성되며, 용접원판(150)의 리벳홀(151)에 삽입 고정된 리벳(160),
파이프(130)의 상단부에 삽입된 절연링(140),
파이프(130)의 상단에서 삽입되는 상부철근(110),
파이프(130)의 하단에서 삽입되며, 리벳(160)의 저면과 접촉하는 하부철근(120)을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접형 철근커플러.
청구항 제1항에 있어서,
절연링(140)은,
리벳(160)과 간격(t)을 유지한 상태로 설치되는 것을 특징으로 하는 용접형 철근커플러.
청구항 제1항에 있어서,
하부철근(120)은,
파이프(130)의 내면과 간극(S)을 유지한 상태로 설치되는 것을 특징으로 하는 용접형 철근커플러.
청구항 제1항에 있어서,
용접원판(150)은,
원호형으로 이루어지고, 용융용액 배출공(152)의 내면은 라운드면(R)을 형성하는 것을 특징으로 하는 용접형 철근커플러.
철판을 프레스하여 용접원판(150)을 가공하는 단계(S1),
용접원판(150)을 원호형을 벤딩하는 단계(S2),
벤딩된 용접원판(150)의 리벳홀(151)에 알루미늄 재질의 리벳(160)을 리벳팅하는 단계(S3),
용접원판(150)을 파이프(130)에 삽입하여 고정홈(131)에 고정하는 단계(S4),
절연링(140)을 파이프(130)의 상단 내부에 삽입하여 리벳(160)과 간격(t)을 유지한 상태로 설치하는 단계(S5),
하부철근(120)을 파이프(130) 하단 내부에 삽입하여 파이프(130) 내면과 간극(S)를 유지한 상태에서 리벳(160)의 저면과 접촉된 상태로 설치하는 단계(S6),
상부철근(110)을 파이프(130) 상단 내부에 삽입하는 단계(S7),
상부철근(110)을 끌어올려 아크를 발생시켜 용접하는 단계S8)가 순차적으로 진행되는 것을 특징으로 하는 용접형 철근커플러의 체결방법.