KR960004552B1 - 전기용접 슬리브와 그 제조방법 및 제조장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전기용접 슬리브와 그 제조방법 및 제조장치

제1도는 본 발명에 의한 공정을 수행하기 위한 장치의 개략도.

제2도는 플라스틱제를 매끄럽게 하기 위한 장치 및 철필의 실시예로서, 슬리브에 대한 횡단면도.

제3도는 확대된 커팅 철필의 측면도.

제4도는 본 발명에 따른 방법이 적용되기전 모울드된 슬리브의 예시도.

제5도는 본 발명에 따른 방법에 의해 얻어진 전기 저항 용접용 슬리브의 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 슬리브 2 : 구동 센터링 부재

3 : 아이들러 센터링 부재 4 : 코어

5 : 코어 6 : 축

7 : 모터 8 : 테일스톡

11 : 병진 구동장치 12 : 회전 카운터 휠

13 : 페이 아웃 유니트 14 : 모터

15 : 롤러 16 : 텐셔닝 드럼

17 : 브레이크 18 : 캐리지

19 : 헤드 19' : 커팅 철필

20 : 축 21 : 실린더

22 : 돌출부 23 : 와이어

24 : 스키드 25 : 슬롯

본 발명은 전지 저항 용접용 슬리브들을 제조하기 위한 방법과 그 방법을 수행하기 위한 장치 및 상기 방법에 의해 생산된 슬리브의 바람직한 적용에 관한 것이다.

전기 저항 용접용 슬리브들을 보통 폴리에틸렌(polyethlene)으로 구성된 기체나 유체 수송 파이들과 같은 플라스틱재 관형 부품들을 연결하기 위해 사용된다. 전기 저항 용접 기술은 연결부에 매립된 가열선을 사용하며, 전기 저항을 발생시켜 재료가 용접될 수 있는 온도로 부품들의 접촉면들을 가열한다.

이와 같은 연결부들(또는 커넥터들)을 형성하기 위한 종래 기술은 사출성형에 의해 덧씌우기 몰딩이다. 따라서 와이어는 부품 내면에 비교적 가까이 위치한다. 양질의 용접을 얻기 위해서는 상기 와이어가 상기 접촉면 내측에 가능한 한 가까이 있는 것이 바람직하다.

전기 저항 용접용 슬리브의 제조를 위한 한 방법이 STURM VON ROLLAG사의 프랑스 특허출원 FR-B 2.221.679호에 개시되어 있으며, 이 방법은 플라스틱재 슬리브의 외면에 홈을 형성하고, 슬리브 상의 상기 홈에 장력을 가하면서 저항성 와이어를 감는다. 완료후 상기 슬리브는 확장용 심축에 의해 확장되며 이것은 가열선에 추가적으로 종방향 장력을 가한다. 다음, 상기 슬리브는 사출 몰드에서 외부 슬리브 부품에 의해 감싸진다. 이러한 방법의 큰 단점을 덧씌우기 몰딩 전과 그 진행중에 가열 와이어가 변위되거나 및 팽창될 위험이 있다는 것이다.

덧씌우기 모울드 되기 전에, 와이어는 단지 장력에 의해서만 스풀(spool)표면에 감겨 지지된다. 이 장력은 적정하지 않을 수도 있는데, 예를 들면, 와인딩할 때 작업자가 실수로 잘못감거나, 또는 저장중에 과도한 습기와 같은 외부 대기 조건으로 인해 슬리브 직경이 변하기도 하기 때문에다. 또한 슬리브에 와이어가 감겨질때, 와이어에 가해지는 장력을 조절하는 것도 쉽지 않다. 상기와 와이어가 나선형으로된 홈의 밑바닥에 확실히 놓여지기 위해서는 강한 장력을 가해야만 한다. 그러나, 상기 와이어는 과도한 장력을 받아서는 안되는데, 왜냐하면, 그럴 경우, 와이어의 직경이 줄어들게 되어 얻어지는 최종 저항은 요구량보다 비교적 높아서 용접시 단점으로 작용하기 때문이다.

또한 상기 와이어는 덧씌우기 몰딩되는 플라스틱 재료의 점성력으로 인해 덧씌우기 몰딩 작업을 하는 동안 변위가 일어날 수 있다.

이러한 변위들은 용접시 열이 불균일하게 확산되도록 함으로써 용접품질을 저하시킨다. 또한, 연결부에 생기는 공기 포켓의 위험도 용접에 불리하다. 더우기 이런 종류의 방법에 있어서, 와이어와 슬리브 내면간에 무시될 수 없 는 최소 거리가 분명히 존재하며, 따라서 여러가지중 슬리브의 내면에 접하는 와이어를 갖는 것이 불가능하다.

또한 상기 슬리브들의 저장시, 와이어와 슬리브의 홈이 작업장의 일상적인 대기에 노출되어 덧씌우기 몰딩을 수행하기 전에 공기에 의해 오염과 먼지와 같은 것에 의한 더러움을 청소해야 하는 문제가 있다.

GLYNWED TUBES AND FITTINGS LIMITED사의 유럽특허 EP-A-303909호는 가열될 와이어가 슬리브에 감겨있는 전기 저항용접용 커넥터의 한 제조 방법을 제시하고 있다. 가열된 와이어의 온도가 그 와이어 근처의 플라스틱 물질을 부드럽게 만든다. 가압롤러로써 와이어가 플라스틱재에 매립될만큼 충분한 압력을 가하고, 따라서, 와이어는 프라스틱 재료 속으로 잠겨 완전히 덮히게 된다. 이 방법은 여러가지 단점을 가지고 있다.

와이어를 슬리브면에 나선형으로 감는 것은 슬리브의 회전시 슬리브나 가열 헤드의 병진 운동에 의해서만 이루어질 수 있다. 부적절한 와이어 장력이나 기기의 부적당한 조절은 나선형의 피치(Pitch)에 있어서 원하지 않는 변형을 만들며, 이는 용접의 균일성을 해치며 단락(short-circniting)의 위험을 초래한다. 또한 가열선을 슬리브 외면 근처에 치우쳐서 놓여지며, 심지어는 외면과 접할수도 있다.

상기한 바와 같이, 슬리브의 플라스틱재와 연결된 관형부품이 양질의 용접을 얻기위해서는 슬리브의 내면에서 가열이 이루어져야만 한다. 또한, 이런 방법을 신뢰하기는 약간 불확실하다.

가압롤러는 단지 제한된 각도로만 와이어상의 플라스틱재를 부드럽게하며, 와이어 고정(anchoring)의 불규칙성이 초래 될수도 있으며, 때로는 슬리브 표면위의 어떤 부분에서는 와이어 고정이 전혀 이루어지지 않는 경우도 있다.

일반적으로, 이들 2개의 종래 기술에 개시된 방법들은 전기저항 용접용 커넥터를 생산하기 위해 슬리브를 덧씌우기 몰딩할 것을 요구한다.

상기 두 경우에 있어서, 덧씌우기 몰딩 없다면, 와이어의 가열은 슬리브를 파괴한다. 그 이유는 FR-A-2 221679호의 경우 계속적인 외부 구조의 부재와 EP-A-0303909호의 경우 슬리브의 감소된 두께와 와이어의 외부 특성 때문이다.

유럽 특허출원 EP-A-9.086.359호는 예를 들어 몰딩에 의해 미리 제조된 플라스틱재 슬리브의 원통형 내면에 나선형 홈을 형성하는 것을 기술하고 있다. 이 홈은 커터(cutter)가 설치된 회전하는 커팅헤드에 의해 원통형 내면에 형성한다.

다음, 가열성 와이어는 상기 방법으로 형성된 홈에 도입되어 홈의 바닥에 자유롭게 위치하며, 이 홈은 둘러싸고 있는 플라스틱재를 누름으로써 부분적으로 채워진다.

상기 인용된 종래기술에서는, 원통형 내부 표면에 대한 와이어의 반경 위치가 언급되어 있지 않으며 와이어의 홈의 바닥에 완전하게 지지되지 않을 수 있다. 또한, 상기 방법에서는 와이어의 외부 표면의 일부가 피복된 물질로 덮여지지 않아서 원통형 내부면과 접하는 가열 와이어를 갖는 슬리브의 생산을 불가능하게 한다.

이런 방법으로 생산된 슬리브의 저장시 와이어는 작업장의 일상적인 대기에 노출되어 용접을 위해 와이어를 사용하기전 오염된 공기에 의한 더러움을 청소해야 하는 문제점을 가지고 있다.

가열성 와이어를 감싸기 위해 플라스틱재를 부드럽게 함으로써 내부 홈에 가열성 와이어를 고정시키는 것은 와인딩 도중 및 유연화 고정 말기에 플라스틱재에 있는 와이어의 고정에 대한 효과적인 제어를 방해한다.

본 발명의 목적은 상기 단점들을 극복하기 위한 것으로, 덧씌우기 몰딩없이 재료 자체의 특성을 이용하여 사용될 수 있는 전기 저항 용접 슬리브, 예를 들면, 통상적 사용을 위한 전기저항 용접 슬리브 또는 덧씌우기 몰딩후 특히 기체용 파이프들을 위한 전기 저항 용접 커넥터를 제조하는데 있다.

상기 목적을 위해, 본 발명은 슬리브가 외면과 내면에 의해 경계가 정해진 원통형으로 모울드되고, 나선형 홈이 상기 슬리브의 두 표면중 하나에 형성되며, 와이어가 상기 홈에 위치하고, 플라스틱재는 최소한 부분적으로 상기 와이어를 감싸기 위해 부드럽게 되고, 가열성 와이어를 갖고, 전기 저항 용접 커넥터를 제조하기 위한 플라스틱재 슬리브를 제조하기 위한 방법에 있어서, 상기 나선홈은 슬리브이 원통형 외면에 형성되며, 상기 와이어는 상기 나선홈의 바닥에 위치하기 전에 가열되며, 상기 와이어에 의해 가열된 플라스틱 재는 부드럽게 되어 완전히 와이어를 덮어서 홈을 막을 수 있도록 한것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 플라스틱재의 몰딩과 나선형 홈의 형성과 고정되는 가열된 와이어의 상기 홈에서의 정착과 전 와이어에 걸쳐 유연화된 플라스틱재의 유연화 과정이 확실히 이루어지며, 이때 홈은 폐쇄되어, 슬리브의 외부면은 매끄럽게 된다.

홈의 후방으로 힘이 가해짐에 의해, 상기 와이어는 코어에 미리 고정된 슬리브의 내면에 접하는 위치를 가정할 수 있다. 따라서, 와이어의 내부 특성들은 와이어를 홈에 일체화하기 위해 사용된다.

본 발명에 의해 얻어지는 이점들은 많다. 우선, 와이어는 슬리브의 내면 근처에 위치하면 심지어는 이 표면에 접할수 있어서 연결된 부품들의 접촉면들에서의 양질의 용접이 가능하도록 한다. 이 경우 홈의 두께는 상기 슬리브의 두께와 비슷하다.

상기 와이어는 나선형 홈의 특정한 위치에 의해 정확하게 고정되며, 균일한 용접을 가능하게 하며, 와이어의 두면이 접촉되는 것을 방지하고 용접중의 단락을 방지한다.

가열된 와이어는 와인딩 과정중에 플라스틱재에 고정되며, 심층적으로 완전히 용해되어 물질이 부드러워진 후에 완전히 피복된다. 따라서, 상기 와이어는 매우 정확하게 위치해야 하며, 덧씌우기 몰딩 전이나 후에 움직여 질 수 없다. 따라서, 신뢰할 수 있는 슬리브가 얻어진다. 와이어에 대한 과소 장력이나 과다 장력의 문제들은 와이어를 미리 가열하여 와이어의 위치설정과 고착을 향상시킴으로서 제거된다.

또한 본 발명에 의해 저장시 오염의 위험도 제거된다. 앞서 기술한 바와 같이, 저항성 와이어의 완전한 부착은 체계적인 덧씌우기 몰딩을 요구하지 않는 전기 저항 용접 슬리브를 생산할 수 있게 한다. 덧씌우기 몰딩이 요구되지 않을때에는 슬리브는 연결단자들을 구성하는 부분에 직접 모울드된다.

또한, 본 발명에 따른 방법은 예를 들어 2개의 다른 직경이 관들을 연결하기 위한 슬리브들과 같은 다양한 직경의 전기 저항 용접 슬리브들을 제조할 수 있도록 한다.

본 발명은 또한 본 발명은 수행하기 위한 장치 및 그로부터 제조된 슬리브에 관한 것이다.

본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 장치는 슬리브를 회전시키기 위해 모터로 구동되는 구동장치와 슬리브 밖에 위치한 와이어를 가열하며 커팅 철필을 갖는 헤드를 포함함을 특징으로 하며, 상기 헤드는 같은 모터에 의해 구동되는 병진 구동장치에 의해 병진 운동을 하도록 유도되며, 모터 구동된 와이어 공급장치에 의해 와이어와 함께 제공된다.

이하 본 발명은 한 실시예를 보여주는 도면을 참조하여 더욱 상세히 기술한다.

제1도는 상기 서술한 방법을 수행하기 위한 장치를 도시한다. 바람직하게는 사출성형에 의해 모울드된 슬리브는 톱니(claw)들을 가지는 구동 센터링 부재(2)와 아이들러(idler) 센터링 부재(3)인 2개의 센터링 부재들 간에 고정된다. 각 상기 센터링 부재는 하나의 확장 가능한 코어를 포함하며, 코어(4)는 센터링 부재(2)를 통해 고정되며, 코어(5)는 센터링 부재(3)을 통해 고정된다. 구동 센터링 부재(2)는 특히 볼 베어링과 같은 베어링들 위에서 지지되는 축(56)의 일단에 톱니를 갖는 링크 장치에 의해 회전가능하게 연결되며, 축(6)의 타단은 구동 모터(7)에 회전가능하게 연결된다. 아이들러 센터링 부재(3)는 회전베어링들(특히, 볼 베어링들) 위에 지지된 수측가능한 테일스톡(tailstock)(8)에 장착된다.

구동 모터(7)에 연결된 상기 축(6)의 일단은 병진 운동 안내 장치(11)에 장착되고 회전 가능하게 연결된 또 다른 톱니가 형성된 풀리 휠(10)과 벨트로 연결된 톱니가 형성된 풀리 휠(6)을 가지고 있다. 상기 병진 구동장치(11)는 고정된 피치(pitch) 캠(cam)을 형성하는 수직 나선 홈을 갖는 실린더로 구성되는 것이 바람직하다.

실린더(11)는 치가 달린 풀리 휠(10)에 회전 고정된 축에 의해 지지되며, 회전 카운터 휠(12)은 풀리 휠(10) 너머로 연장된 축의 한단에 고정된다. 상기 와이어 공급 장치는 모터(14)에 의해 구동된 페이아웃 유니트(pay-out unit)(13)를 포함한다. 와이어는 이완 회전(slack run)을 형성하기 위해 2개의 롤러들(15)을 거쳐 지나가며, 다음 조절 가능한 브레이크(17)에 연결된 텐션드럼(16)에 감겨진다. 그후 이 와이어는 캐리지(18)에 장착된 가열 헤드(19)로 삽입된다. 캐리지(18)는 회전 고정된 축(20)에 미끄러져 들어간다. 축(20)상에서의 캐리지(18)의 병진 운동은 캠(11)의 나선홈과 공조되는 아암들과 가이드 테넌(tenon)들의 시스템에 의해 제어된다.

상기 슬리브는 우선 구동 헤드스톡과 수축가능한 테일스톡(8)에 고정된 센터링 부재들(2,3)의 코어들(5,6)에 놓여진다. 상기 홈의 깊이는 바람직하게는 삼각형 단면을 갖는 홈을 절단하는 가열헤드(19)의 병진 운동에 의해 조절된다. 모터들(7,14)은 동시에 슬리브(1)를 회전시키고, 헤드(19)와 공급 와이어를 이동시키기 위해 작동된다.

상기 장치는 생산되는 다양한 모양의 슬리브에 적절한 센터링 부재들과 캠들의 세트들에 의해 어떤 종류의 슬리브에도 적용된다.

또한, 다른 직경의 코어들을 사용하고 가열 헤드(19)의 위치를 적당히 조절하여 다양한 직경의 슬리브들을 가지고 일하는 것이 가능하다.

제2도 및 제3도는 커팅 철필(19')과 유연화된 플라스틱재를 매끄럽게 하기 위한 장치(24)의 바람직한 실시예를 도시한다. 상기 철필(19')은 상기 장치(24)의 반경 방향과 약45°로 방사상으로 위치한다. 가열된 와이어(23)는 슬리브(1)의 정점에 접하여 뻗어있으며, 이 정점에는 유연화된 물질을 매끄럽게 하기 위한 장치(24)가 놓여 있다.

상기 와이어(23)는 커팅 철필(19')에 의해 미리 형성된 홈의 반경방향과 일직선상에 놓여지기 위해 커팅 철필(19')에 위치한 슬롯(25)에 의해 조절된다.

유연화한 플라스틱재를 매끄럽게 하기 위한 장치(24)는 수축성 PTFE스키드(skid)이다. 스키드(24)와 커팅 철필(19')은 제2도에 양쪽 방향 화살표로 도시한 바와 같이 길이 방향 병진 운동에서 반경방향으로 움직일수 있어서, 수축할 수 있으며, 조절 가능하다.

마찬가지로, 스키드(24)없이도 본 발명에 따른 방법 수행이 가능하다. 상기 물질은 물질의 고유 성질(형상기억 및 가소성)에 의해 자력(自力)으로 저절로 흠을 채워 스무드하게 할 수 있다.

제4도는 가열성 와이어가 끼워지기전의 슬리브를 도시한다. 이 슬리브는 덧씌우기 모울드된 부분이 없이 자체의 특성을 이용하기 위해 창안된 것이다. 상기 슬리브는 비교적 두꺼운 중공의 실린더(21)와 연결 단자들을 형성하기 위한 2개의 돌출부들(22)을 포함한다.

제5도는 본 발명에 따른 방법의 사용으로 가열성 와이어(23)가 끼워진 동일 슬리브를 도시한다. 상기 와이어(23)는 실린더(21)의 내면 근처에 위치하여, 전술된 장치에 의해 형성된 홈의 깊이는 내면과 접하기 위해 조절될 수 있다.

이런 종류의 슬리브는 특히 수관 용접용의 통상의 슬리브로서 적용된 것이다.

본 발명에 따른 방법과 이 방법을 수행하기 위한 장치는 전기 저항 용접용 인서트로서 사용되는 슬리브들을 형성하기 위해 사용되며, 이때 커넥터 외면은 상기 인서트 주위를 덧씌우기 몰딩함으로써 형성된다. 이런 형의 슬리브는 특히 기체 파이프들을 위한 전기 저항 용접용 커넥터들을 생산하기에 적합하다.

Claims (12)

1. 슬리브가 내면과 외면에 의해 경계가 정해진 원통형으로 모울드되고, 나선형 홈의 슬리브의 두 면중 한 면에 형성되며, 와이어가 홈에 위치하고, 플라스틱재는 적어도 부분적으로 상기 와이어를 둘러싸기 위해 부드럽게 되어, 가열성 와이어(23)를 갖고, 전기 저항 용접 커넥터를 제조하기 위한 플라스틱재 슬리브(1)의 제조 방법에 있어서, 상기 나선형 홈은 상기 슬리브의 원통형 외부 표면에 형성되고 상기 와이어는 홈바닥에 위치하기 전에 가열되어지고 와이어에 의해 가열된 플라스틱 재가 와이어를 완전히 덮고 홈을 닫기 위해 부드럽게 되어짐을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 홈의 깊이가 대체로 슬리브의 두께와 같은 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 홈의 단면인 삼각형임을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 플라스틱재가 형성기억에 의해 자력으로 스무드하게 되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 플라스틱재가 유연화장치(24)에 의해 스무드하게 되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 모터(7)에 의해 구동된 슬리브(1)을 회전시키기 위한 구동장치, 슬리브(1)의 외부에 위치한 커팅 철필(19')이 제공된 와이어(23)를 가열하기 위한 헤드(19)를 포함하여, 상기 헤드(19)가 상기 모터(7)에 의해 구동되는 병진 안내 장치에 의해 병진 운동되며 모터(14)에 의해 구동되는 와이어 공급 장치에 의해 와이어(23)가 공급되도록 한 것을 특징으로 하는 전기용접 슬리브 제조 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 와이어(23) 공급 장치가 상기 모터(14)에 의해 구동된 페이아웃 유니트(13), 롤러들(15) 및 조절가능한 브레이크(17)가 제공된 텐선드럼(16)을 포함함을 특징으로 하는 장치.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 회전 구동장치가 모터(7)에 의해 구동된 헤드스톡(7)과 수축가능한 테일스톡(8)과 확장 가능한 코어들(4,5)를 갖는 2개의 센터링 부재들(2,3)을 포함하여, 센터링부재(2)가 모터(7)에 치가 있는 시스템에 의해 회전하여 연결되고, 다른 센터링 부재(3)은 자유롭게 회전함을 특징으로 하는 장치.
9. 제6항에 있어서, 상기 병진 구동장치가 치가 달린 풀리 휠들(9,10)과 벨트에 의해 모터(7)에 회전가능하게 연결된 축을 포함하여, 이 축은 회전 카운터 휠(12)을 가지며, 나선형의 홈을 갖는 캠 실린더(11)가 축(20)상에서 미끄러지는 캐리지(18)에 아암들로 이루어진 시스템에 의해 캐리지(18)에 연결된 가이드 테넌과 함께 작동하며 가열성 헤드(19)를 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제6항에 있어서, 수축성 PTFE스키드(24)의 형태로 유연화된 플라스틱 재를 스무드하게 하기 위한 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 외면과 내면을 가진 중공형 실린더; 상기 중공형 실린더의 내면 가까이에 있는 와이어; 및 상기 중공형 실린더의 외면에 있는 연결 단자부를 포함하고, 제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 따라 만들어진 슬리브를 포함함을 특징으로 하는 전기 저항 용접 커넥터.
12. 제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 따라 만들어 지는 것을 특징으로 하는 전기 저항 용접 커넥터를 형성하기 위해 덧씌우기모울드되기에 적합한 인서트.

Images