KR20050025543A - 토치회전형 용접기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기, 중장비기계의 조인트부분 등과 같이 관체와 판재, 또는 관체와 플렌지 등등의 결합부위를 용접함에 있어서, 용접토치가 회전하면서 매우 신속간편하게 용접할 수 있게 구성한 토치회전형 용접기에 관한 것이다.

주요구성은 내부에 조오작동용 에어실린더(11)와 지지봉 작동용 에어실린더(12) 및 소형감속모터(13)가 장착되고, 상면에는 운반이 용이하도록 손잡이(14)가 장착됨과 동시에 상기 조오작동용 에어실린더(11) 및 지지봉 작동용 에어실린더(12)와 소형감속모터(13)를 제어하는 각종 스위치(15)를 장착구성하여서 된 동체(1);와,

상기 동체(1) 하부에 장착되며, 소형감속모터(13)와 연결 설치된 피니언(21) 및 이와 치합구동되며 저면에 회전판(22)을 고정 설치하여서 된 원판기어(23), 그리고 상기 원판기어(23)의 중심부와 동체(1)하부에 관통 설치되어 상기한 조오작동용 에어실린더(11)의 로드(11')와 지지봉 작동용에어실린더(12)의 로드(12')가 수직으로 승강함에 있어서 안정적으로 승강되도록 유도함과 동시에 회전판(22)이 안정적으로 회전할 수 있도록 베어링(25)(25')에 의해 지지시켜주도록 한 중공고정축(24)으로 이루어진 회전부(2);와,

상기 중공고정축(24)상에 설치되어 다수의 지지봉(31)이 체결고정되며 지지봉 작동용 에어실린더(12)에 의해 중공고정축(24)을 타고 승강하도록 구성한 지지봉 승강지지부(3);와

상기 중공고정축(24)의 하부에 체결 고정되어 상기한 조오작동용 실린더(11)의 로드(11')가 안정적으로 승강 작동하게 끔 유도하고, 또, 다수의 조오(41)를 방사상으로 설치하여서된 클램프(4):와,

상기 회전부의 일측 저면과 동체의 일측 저면에 장착되어 회전부의 회전을 감지하는 마그넷트 센서(51)를 장착하여서 된 감지부(5):와

상기 회전부의 저면 타측에 고정설치되어 용접장치(7)를 고정설치하도록 된 용접장치 고정부(6)로 구성된다.

이와 같은 구성으로 된 본 발명에 따르면, 용접기가 작고 가벼워 휴대 및 취급 사용이 간편하게 이루어지고, 열교환기 등과 같이 관체와 판재 또는 관체와 플렌지를 결합고정시키는 경우에 관체와 판재, 또는 관체와 플렌지의 접합부분을 매우 신속 정확하고도 간편하게 용접할 수 있는 등의 특징이 따른다.

Description

토치회전형 용접기{portable welder}

본 발명은 열교환기와 같이 소정의 관체가 판재 또는 플렌지 등의 부재에 관통 용접되는 경우 관체에 장착하여 매우 신속간편하게 용접시킬 수 있게 함과 동시에 매우 균일하고 정확한 용접이 이루어지게 하기 위한 토치회전형 용접기에 관한 것이다.

본 발명에서의 가장 큰 특징은 관체에 장착시 조오작동용 에어실린더 및 지지봉작동용 에어실린더에 의해 클램핑이 이루어지게 함에 따라 용접하고자 하는 피 용접물에 매우 신속간편하게 장착시킬 수 있고, 또, 용접토치가 균일한 속도로 회전하면서 용접되게 하되 센서에 의해 정확하게 360°회전이 이루어지게 함으로서 용접시간 단축 및 생산성향상, 그리고 용접불량극소화로 원가절감 효과와 상품성및 신뢰성을 극대화시킬 수 있게 한 것에 있다.

주지된 바와 같이 다수의 관체가 관통 설치되는 열교환기를 비롯하여 각종 장비의 조인트 부분 등 관체와 판재가 결합 용접되는 등의 구조물의 경우에는, 관체를 판재나 플렌지에 용접시키는 과정에서 전문가 또는 숙련공의 기능과 숙련도에 의존하여 용접할 수 밖에 없었으므로 이에 따른 시간이 과다소요되면서도 균일한 용접이 어렵고, 또, 생산성이 크게 떨어지면서 불량발생률이 매우 높아 제조원가가 크게 상승될 수 밖에 없는 등의 폐단이 따르게 된다.

다시 말하면, 원통형의 관체와 판재(또는 플렌지)를 용접시킬 때 관체와 판재가 맞닿는 부분을 돌아가면서 용접시켜야 하는데, 이 경우 용접하고자 하는 물품을 중심으로 작업자가 돌아가면서 용접한다거나 또는 용접하고자 하는 물품을 작업자가 용접하기 용이한 위치로 회전이송시켜가며 용접하여야 하므로 용접에 소요되는 시간이 과다소요된다는 것이며, 또, 수작업에 의존하여 용접하는 방식에서는 작업자의 컨디션이나, 집중력등에 따라 용접의 정도차이가 발생할 수 밖에 없어 생산성이 크게 떨어지고 불량발생률이 크게 높아짐은 물론 호환성을 전혀 기대할 수 없으면서 상품성도 크게 떨어질 수 밖에 없게 된다는 것이다.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 제반문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 특히, 크기및 부피가 작아 휴대 운반 작업이 매우 용이하게 이루어지고, 또, 용접하고자 하는 관체내부에서 에어실린더의 작용에 의해 클램핑이 이루어짐과 동시에 지지봉에 의해 용접기가 안정적으로 지지된 상태에서 용접토치가 모터에 의해 일정한 속도로 회전하면서 관체와 플렌지 또는 관체와 판재를 자동으로 정확하고도 균일하게 용접할 수 있는 용접기를 제공하려는데 그 목적이 있는 것이다.

용접토치가 회전하면서 관체 용접을 할 수 있는 용접기(100)를 구성함에 있어서.

실린더동체 및 피스톤(11a)과 로드(11')의 중심에 관통구멍(11b)을 형성하여서 된 조오작동용 에어실린더(11)와, 상기 조오작동용 실린더(11) 상부에 안착고정되어 상기 관통구멍(11b)으로 로드(12')가 관통설치되게 한 지지봉 작동용 에어실린더(12) 및 소형감속모터(13)가 장착되며, 상면에는 운반이 용이하도록 손잡이(14)가 장착됨과 동시에 상기 조오작동용 에어실린더(11) 및 지지봉 작동용 에어실린더(12), 그리고 소형감속모터(13)를 제어하는 각종 스위치(15)를 장착 구성하여서 된 동체(1);와,

상기 동체(1) 하부에 장착되며, 소형감속모터(13)와 연결 설치된 피니언(21) 및 이와 치합구동되며 저면에 회전판(22)을 고정 설치하여서 된 원판기어(23), 그리고 상기 원판기어(23)의 중심부와 동체(1)하부에 관통 설치되며, 원판기어(23) 및 회전판(22)과 베어링(25)(25')으로 조립설치되어 원판기어(23)와 회전판(22)의 회전이 안정적으로 이루어지도록 유도하고, 또 내부에는 상기한 조오작동용 에어실린더(11)의 로드(11')와 연결되며, 하단에 외주면이 경사면으로 된 원추형의 조오작동구(11c')를 가진 중공연장로드(11c)와, 상기 중공연장로드(11c)의 내부에 삽입설치되는 지지봉 작동용 에어실린더(12)의 로드(12')를 삽입설치하여서 된 중공고정축(24)으로 이루어진 회전부(2)와;

상기 중공고정축(24)상에 설치되어 중공고정축(24)을 중심으로 작용하며 지지봉 작동용 에어실린더의 로드(12')하단과 장핀(32)으로 연결설치되어 지지봉 작동용 에어실린더(12)에 의해 승강작동하도록 된 플렌지(33)와, 상기 플렌지(33)에 균등한 각도로 설치하여 피용접물의 표면에 안정적으로 안착되게 한 다수의 지지봉(31)으로 이루어진 지지봉승강지지부(3);와,

상기 중공고정축(24)의 하부에 체결된 후 록크너트(47)로 풀림이 예방되게 하며 상기한 중공연장로드(11c) 하단에 설치된 조오작동구(11c')가 안정적으로 승강 작동하게 끔 유도하는 작동구 안내관(42)과, 상기 작동구 안내관(42)의 하부에 방사상으로 3~4개의 구멍(43)을 천공하여 상기 구멍(43)에 원추형의 조오작동구(11c)와 마찰작용하는 경사면(44)을 가짐과 동시에 외부면에 스프링안착홈(45)을 가진 다수의 조오(41)를 방사상으로 삽입설치 한 뒤 스프링(46)으로 조립구성하고, 작동구 안내관(42)의 하단에는 중앙부에 구멍(47')을 가진 마감볼트(47)을 체결하여서 된 클램프(4):와,

상기 회전부의 일측 저면과 동체의 일측 저면에 장착되어 회전부의 회전을 감지하는 수신부(52)와 발신부(53)로 구성된 마그네트 센서(51)를 장착하여서 된 감지부(5):와

상기 회전부(2)의 저면 타측에 고정설치되어 통상의 용접장치(9)를 고정설치하도록 된 용접장치 고정부(6)로 구성된다.

상기한 지지봉 승강지지부(3)는 로드(12')하단을 가로질러 설치된 장핀(32)과 연결설치된 상태에서 지지봉작동용 에어실린더(12)에 의해 원활하게 승강할 수 있도록 하여야 함으로, 중공고정축(24)과 중공연장로드(11c)에 상하 일정한 길이로 안내장공(25)와(14)를 형성하여야 한다.

미설명부호 7은 용접토치이고, 8은 플렌지 또는 판재를 나타낸 것이며, 8'는 관체, 15는 에어호스, 16은 에어호스 꼬임방지를 위한 코일 스프링형식의 보호커버이다.

이와 같이 구성된 본 발명은 작업자가 간편하게 손에 들고 운반 및 사용가능하게 되어 전문가가 아닌 초보자라도 매우 손쉽게 취급사용할 수 있어 열교환기 등과 같은 관체용접을 매우 신속간편하면서도 편리하게 할 수 있게 된다.

이하 본 발명의 용접기를 이용하여 관체(8')와 플렌지 또는 판재(8)를 용접시키는 과정을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

관체(8')와 플렌지 또는 판재(8)를 용접하고자 할 때는 먼저, 관체(8')와 플렌지 또는 판재(8)를 조립시킨 상태에서 지지봉 작동용 에어실린더(12)를 동작시켜 지지봉승강장치부(3)가 소정의 위치로 하강되게 하여 관체(8')를 중심으로 지지봉 승강장치부(3)의 지지봉(31)이 플랜지 또는 판재(8)위에 안정적으로 안착되게 한다.

또, 이 과정에서 관체(8')내부에는 자연스럽게 클램프(4)가 삽입되게 되며, 삽입이 안정적으로 이루어진 상태에서 조오작동용 에어실린더(11)를 동작시키면 클램프(4)가 안정적으로 작동하게 되어 관체(8')내경에 밀착고정되게 된다.

이어서 용접장치(9)에 연결설치된 용접토치(7)의 위치를 플랜지 또는 판재(8)와 관체(8')의 연접부위에 용접이 용이한 거리를 유지하여 일치시킨 다음 소형감속모터(13)를 작동시키게 되면, 소형감속모터(13)에 연결 설치된 피니언(21)에 치합된 원판기어(23)가 회전하면서 회전부(2)를 회전시킴에 따라 용접장치고정부(6)에 고정설치된 용접장치(9)가 회전하면서 플랜지 또는 판재(8)와 관체(8')의 연접부를 빈틈없이 균일하게 용접하게 되며, 상기 용접장치(9)가 정확하게 1회전하게 되면, 이를 감지부(5)에서 감지하여 회전을 정지시킴에 따라 균일하고도 정확한 용접이 이루어질 수 있게 되는 것이다.

이하 본 발명의 작용을 보다 세부적으로 설명한다.

먼저, 지지봉승강장치부(3)와 클램프(4)를 동작시키는 에어실린더의 구성을 설명한다.

본 발명은 상기 지지봉승강장치부(3)를 승강시키는 지지봉작동용 에어실린더(12)와 클램프(4)를 구성하는 다수의 조오(41)를 동작시키는 조오작동용에어 실린더(11)가 상하 일직선으로 배열설치되어 있다.

상기 지지봉 작동용 에어실린더(12)의 로드(12')는 조오작동용 에어실린더(11)의 중심을 관통 설치하게끔 조오작동용 에어실린더(11)에는 실린더 동체와 피스톤(11a), 그리고 로드(11')를 관통하는 관통구멍(11b)이 형성되며, 상기 관통구멍(11b)을 통하여 지지봉작동용 에어실린더(12)의 로드(12')가 삽입설치되어 지지봉 작동용 에어실린더(12)와 조오 작동용 에어실린더(11)가 상하 일직선상으로 조립되어 있으면서도 각각 작동이 이루어지게 된다.

또한, 상기한 조오작동용 에어실린더(11)의 로드(11') 끝에는 하단에 조오작동구(11c')를 가진 중공연장로드(11c)를 연결 설치한 상태이고, 상기 중공연장로드(11c)의 내부 구멍에 지지봉 작동용 에어실린더(12)의 로드(12')가 삽입설치되어, 로드(12') 끝에 장핀(32)을 이용하여 지지봉승강장치부(3)의 플랜지(33)와 결합구성되게 하였으며, 중공연장로드(11c)와 동체(1)와 조립고정된 중공고정축(24)에는 상기 장핀(32)의 안정적으로 승강할 수 있는 안내장공(14)(25)을 형성하였으므로 지지봉작동용 에어실린더(12)가 동작할 때 지지봉승강장치부(3)가 안정적으로 승강할 수 있게 된다.

또, 상기 지지봉승강장치부(3)는 원판형의 플랜지(33)에 일정한 간격 또는 일정한 각도를 유지하여 다수의 지지봉(31)을 너트로서 조립고정시킴으로서, 너트를 풀고 조임에 따라 상기 지지봉(31)을 개별적으로 조절할 수 있는 것이며, 클램프(4)는 상기 중공고정축(24)의 하부에 조립 설치된 작동구안내관(42)내부에 위치함과 동시에 중공연장로드(11c) 하단에 형성된 원추형의 조오작동구(11c)가 조오작동용 에어실린더(11)에 의해 승강하는 과정에서 경사면(44)을 가진 다수의 조오를 방사상으로 밀어냄으로서 관체(8')내벽에 견고하게 고정이 이루어지게 되는 것이다.

또한 상기 다수의 조오(41)는 작동구 안내관(42)에 형성된 방사상의 구멍(43)에 삽입설치된 상태에서 스프링(26)에 의해 조립구성되어 있어 조오작동구(11c')가 하강하면서 조오(41)의 내측에 형성된 경사면(44)을 밀어내면 조오(41)가 밀려나가 관체(8')의 내경에 밀착고정되어, 용접기의 지지가 이루어지게 되고, 조오작동구(11c')가 상승하면 상승하는 거리만큼 스프링(26)의 탄성력에 의해 작동구안내관(42)내부로 삽입되어 관체(8')로 부터 손쉽게 인출할 수 있게된다.

그리고 본 발명의 용접기는 회전부(2)와 동체(1)에 마그네트 센서(51)로 된 감지부(5)를 설치함으로서, 회전부(2)에 장착된 마그네트 센서인 발신부(53)가 용접시 회전부(2)와 함께 회전하여 정확하게 1회전하게 되면 이를 동체(1)에 장착된 수신부(52)에서 감지하여 소형감속모터(13)의 회전을 정지시켜줌으로서 관체 용접시 정확하고도 균일한 용접을 할 수 있게 된다.

따라서 본 발명은 다수의 지지봉(31)이 설치된 지지봉승강장치부(3)와 다수의 조오(41)로 구성된 클램프(4)의 유기적인 작용에 의해 용접기의 정확하고도 안정적인 고정과 용접위치 설정이 가능해 지게 되며, 관체(8')와의 고정은 클램프(4)에서 이루어지지만, 상기 관체(8')가 플랜지 또는 판재(8')의 표면과 동일면으로 조립되거나 또는 돌출길이가 다르게 조립되더라도 지지봉 승강장치부(3)의 지지봉(31)이 항상 플랜지 또는 판재(8')의 표면에 안정적으로 안착지지하게 되어 열교환기와 같이 다수의 관체를 조립용접시켜야 하는 경우에 관체(8')와 플랜지 또는 판재(8)의 조립부 형상이나 모양이 다소 차이가 난다 하더라도 지지봉승강장치부(3)나 용접토치(7)의 위치를 재 조절하지 않고도 안정적으로 연속 용접작업이 이루어지게 되는 것이다.

따라서 본 발명의 용접기(100)에 따르면 관체(8')와 플렌지 또는 판재(8)의 연접부위를 용접함에 있어 용접토치(7)가 소형감속모터(13)에 의해 균일한 속도와 용접부위와의 균일한 간격을 유지한 상태에서 정확하게 360°로 회전하면서 용접하게 됨으로서 용접부위가 매우 깔끔하면서도 정확하게 용접될 수 있게 되어 용접불량등의 염려를 일소시킬 수 있는 것이며, 이에 따라 신뢰성을 극대화시킬 수 있는 것이다.

한편, 본 발명은 에어호스(15)에 코일스프링형식의 보호커버(16)를 씌움으로서 용접기(100)를 휴대 및 사용하는 과정에서 호스의 꼬임을 예방할 수 있는 효과가 따르며, 부피가 작고 가벼워 취급및 사용이 매우 용이한 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 열교환기 등을 비롯하여 다수의 관체와 판재 또는 플랜지를 용접시켜야 하는 물품의 용접에 있어서, 용접하고자 하는 관체에 간단히 취부고정시켜 자동으로 용접시킬 수 있는 것으로서, 균일하고도 신속정확한 용접이 이루어질 수 있고 용접불량이 거의 발생되지 않으며, 이에 따라 용접에 따른 원가절감과 신뢰성을 극대화시킬 수 있고, 또, 부피가 작고 가벼워 취급 및 사용이 매우 편리하게 이루어지는 등의 효과가 따르는 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명의 확대 종단면예시도.

도 3은 본 발명의 요부 확대 단면예시도.

도 4는 도 3의 A-A'선 단면예시도.

Claims (5)

1. 용접토치가 회전하면서 관체 용접을 할 수 있는 용접기(100)를 구성함에 있어서.

   조오의 출몰을 유도하는 조오작동용 에어실린더(11)와, 상기 조오작동용 실린더(11) 상부에 설치고정되어 지지봉의 승강을 유도하는 지지봉 작동용 에어실린더(12), 그리고 소형감속모터(13)가 장착되고, 케이스의 상면에는 운반이 용이하도록 손잡이(14)가 장착됨과 동시에 상기 조오작동용 에어실린더(11) 및 지지봉 작동용 에어실린더(12), 그리고 소형감속모터(13)를 제어하는 각종 스위치(15) 등등을 장착 구성하여서 된 동체(1);와,

   상기 동체(1) 하부에 장착되며, 소형감속모터(13)와 연결 설치된 피니언(21) 및 이와 치합구동되며 저면에 회전판(22)을 고정 설치하여서 된 원판기어(23), 그리고 상기 원판기어(23)의 중심부와 동체(1)하부에 관통 설치되며, 원판기어(23) 및 회전판(22)과 베어링(25)(25')으로 조립설치되어 원판기어(23)와 회전판(22)의 회전이 안정적으로 이루어지도록 유도하는 중공고정축(24)으로 이루어진 회전부(2);와

   상기 중공고정축(24)상에 설치되어 중공고정축(24)을 중심으로 작용하며 지지봉 작동용 에어실린더의 로드(12')하단과 장핀(32)으로 연결설치되어 지지봉 작동용 에어실린더(12)에 의해 승강작동하도록 된 플렌지(33)와, 상기 플렌지(33)에 균등한 각도로 너트 조립하여 피용접물의 표면에 안정적으로 안착되게 한 다수의 지지봉(31)으로 이루어진 지지봉승강지지부(3);와,

   상기 중공고정축(24)의 하부에 설치되어 관체(8')내부에 삽입된 상태에서 클램핑이 이루어어지도록 한 클램프(4);와,

   상기 동체(1)의 일측저면과 회전부(2)의 일측저면에 설치하여 회전부(2)의 회전을 감지하도록 한 감지부(5);와,

   상기 회전부의 저면 타측에 통상의 용접장치(7)를 고정설치할 수 있도록 설치구성된 용접장치 고정부(6)로 이루어짐을 특징으로 하는 토치회전형 용접기.
2. 제 1항에 있어서,

   조오작동용 에어실린더(11)는 실린더동체 및 피스톤(11a)과 로드(11')의 중심에 관통구멍(11b)을 형성하고, 상기 조오작동용 실린더(11) 상부에 안착고정되는 지지봉 작동용 에어실린더(12)는 로드(12')가 상기 관통구멍(11b)을 관통설치되게 하여 조오작동용 에어실린더(11)와 지지봉 작동용 에어실린더(12)가 개별적으로 제어될 수 있게 하며, 상기한 조오작동용 에어실린더(11)의 로드(11')하단에 외주면이 경사면으로 된 원추형의 조오작동구(11c')를 가진 조오 중공연장로드(11c)를 연결설치하고, 상기 중공연장로드(11c)의 내부에 지지봉 작동용 에어실린더(12)의 로드(12')가 삽입설치되도록 구성함을 특징으로 하는 토치회전형 용접기.
3. 제1항에 있어서,

   클램프(4)는 상기한 중공연장로드(11c) 하단에 설치된 조오작동구(11c')가 안정적으로 승강 작동하게 끔 유도하며, 중공고정축(24)의 하부에 록크너트(47)에 의해 체결고정되는 작동구 안내관(42)과, 상기 작동구 안내관(42)의 하부에 방사상으로 3~4개의 구멍(43)을 천공하여 상기 구멍(43)에 원추형의 조오작동구(11c)와 마찰작용하는 경사면(44)을 가짐과 동시에 외부면에 스프링안착홈(45)을 가진 다수의 조오(41)를 방사상으로 삽입설치 한 뒤 스프링(46)으로 조립구성하고, 작동구 안내관(42)의 하단에는 중앙부에 구멍(47')을 가진 마감볼트(47)를 체결 구성하여서 이루어짐을 특징으로 하는 토치회전형 용접기.
4. 제 1항에 있어서,

   감지부(5)는 상기 회전부의 일측 저면과 동체의 일측 저면에 회전부의 회전을 감지하는 수신부(52)와 발신부(53)로 구성된 마그넷트 센서(51)로 이루어짐을 특징으로 하는 토치회전형 용접기
5. 제 1항에 있어서,

   에어실린더와 연결 설치되는 에어호스(6)는 용접기(100)를 취급하는 과정에서 간섭 및 장애을 받지 않도록 코일스프링 형식의 보호커버(60)를 씌워 구성함을 특징으로 하는 토치회전형 용접기.