KR20100098792A - 플라스틱 엘보우 파이프 접합장치 - Google Patents

플라스틱 엘보우 파이프 접합장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라스틱 엘보우 파이프 접합장치에 관한 것으로, 상단에 레일이 장착되고 내측에 좌측 및 우측 고정판이 연결된 좌측 및 우측의 실린더가 장착된 직육면체 모양의 기대; 상기 우측 고정판 위에 고정되어 레일 위에서 슬라이딩되는 제1이동플레이트; 상기 좌측 고정판 위에 고정되어 레일 위에서 슬라이딩되고 제1이동플레이트에 대응하는 제2이동플레이트; 상기 제1이동플레이트 위에 고정되고 엘보우 파이프를 고정하는 제1클램프; 상기 제2이동플레이트 위에 고정되고 엘보우 파이프를 고정하는 제2클램프; 상기 제1 및 제2클램프 사이를 승강하는 열판을 지지하는 승강기를 포함하여 이루어진 것이다. 본 발명의 플라스틱 엘보우 파이프 접합장치는 엘보우 파이프를 일정하게 융착할 수 있고, 용접품질이 균일하여 불량률을 최소화하며, 외부의 충격이나 온도변화에 의한 열변성 등에 의하여 용접부위가 견고하여 제품에 대한 신뢰도가 향상되고, 생산성을 향상시킨 것이다.
플라스틱, 엘보우, 파이프, 접합, 클램프

Description

플라스틱 엘보우 파이프 접합장치{Apparatus for Junction of Plastic Elbow Pipe}
본 발명은 플라스틱 엘보우 파이프 접합장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일정 직경을 가진 플라스틱 파이프의 엘보우(elbow, 곡관) 부분을 접합하기 위한 장치에 관한 것이다.
일반적으로 플라스틱 또는 합성수지 중에서 열가소성수지는 열을 가할 때마다 부드럽고 유연해지지만 온도가 내려가면 다시 단단하게 굳어지는 것이다.
종래에 열가소성수지 재질의 파이프를 접합하여 연결하기 위하여 한 쌍의 파이프의 단면을 맞댄 후에 마주한 파이프의 외주연에 플라스틱 용접봉으로 플라스틱 봉재를 용융시켜 용접을 하는 열융착에 의한 용접방식이 대부분이다.
그러나 종래의 열융착에 의한 용접방식은 고도의 숙련도를 요구하지만, 비숙련공이 플라스틱 파이프를 용접하게 되면 용접품질이 불균일하여 불량률이 높아지고, 외부의 조건, 예를 들어 충격이나 온도변화에 의한 열변성 등에 의하여 용접부 위가 찢어지거나 파손되는 등 제품에 대한 신뢰도가 높아지는 문제가 있었다.
더욱이 종래에 직선의 파이프를 접합할 때와 더불어 곡관모양, 즉 엘보우와 같이 일정한 각도로 구부러지는 파이프의 접합은 숙련공의 경우에도 접합에 따른 제품의 불량률이 증가하는 실정이다.
본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명은 플라스틱 엘보우 파이프를 접합할 때에 가열, 접합 및 냉각 등을 자동화하여 생산성 및 품질의 균일성과 접합강도를 향상시키기 위한 것이 목적이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 상단에 레일이 장착되고 내측에 좌측 및 우측 고정판이 연결된 좌측 및 우측의 실린더가 장착된 직육면체 모양의 기대; 상기 우측 고정판 위에 고정되어 레일 위에서 슬라이딩되는 제1이동플레이트; 상기 좌측 고정판 위에 고정되어 레일 위에서 슬라이딩되고 제1이동플레이트에 대응하는 제2이동플레이트; 상기 제1이동플레이트 위에 고정되고 엘보우 파이프를 고정하는 제1클램프; 상기 제2이동플레이트 위에 고정되고 엘보우 파이프를 고정하는 제2클램프; 상기 제1 및 제2클램프 사이를 승강하는 열판을 지지하는 승강기를 포함하여 이루어진 플라스틱 엘보우 파이프 접합장치를 제공한 것이 특징이다.
본 발명은 상기 해결수단에 의하여, 엘보우 파이프를 일정하게 융착할 수 있고, 용접품질이 균일하여 불량률을 최소화하며, 외부의 충격이나 온도변화에 의한 열변성 등에 의하여 용접부위가 견고하여 제품에 대한 신뢰도가 향상되고, 생산성을 향상시킨 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 플라스틱 엘보우 파이프 접합장치에 관하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 플라스틱 엘보우 파이프 접합장치를 나타낸 분리사시도이고, 도 2는 결합사시도이며, 도 3은 거치대에 장착된 위치조절부재의 구성을 나타낸 단면도이다.
먼저, 본 발명의 플라스틱 엘보우 파이프 접합장치는 엘보우 파이프의 접합부위를 균일하고 견고하게 열융착할 수 있도록 하기 위한 것이다.
기대(80)는 직육면체 형상으로 전후좌우에 프레임이 상자 모양으로 결합된 것이다. 기대(80)의 상단, 즉 전후의 프레임 위에 레일(83, 84)이 각각 장착되어 있다. 레일(83, 84)은 단속적으로 장착되어 있지만 연속적으로 연결되어 장착될 수 있다. 기대(80)의 내측, 즉 우측과 좌측에는 실린더(81)와 실린더(86)가 대칭적으로 장착되고, 실린더(81) 및 실린더(86)에 결합된 로드에는 제1고정판(82)과 제2고 정판(87)이 장착되어 있다.
그리고 기대(80)에는 제1이동플레이트(70)의 좌우이동을 제한하는 스토퍼(85)가 배면에 구성되어 있다. 스토퍼(85)는 제1이동플레이트(70)가 좌측으로 이동할 때에 제1이동플레이트(70)의 이동을 제한하고, 이후에 하강하여 정지된 제1이동플레이트(70)가 이동하는 것을 제한하지 않는다. 또한, 기대(80)를 관통하여 회전축(89)이 설치된다. 회전축(89)은 제2이동플레이트(75)를 수동으로 이동시키는 것이다. 회전축(89)의 양측에는 기어가 형성된 피니언(88)이 결합되어 있다. 피니언(88)은 제2이동플레이트(75)의 일측 하단에 형성된 랙(77)과 치합된다. 또한, 기대(80)의 내측에는 제1고정판(82)과 제2고정판(87)의 이동을 감지하는 센서(90)가 장착되어 있다.
제1이동플레이트(70)는 우측의 제1고정판(82) 위에 고정되고, 레일(83, 84) 위에서 슬라이딩되는 것이다. 제1이동플레이트(70)의 하단에는 레일(83, 84) 위에 면접촉하는 가이드랙(71)이 형성되어 있다. 제1이동플레이트(70)는 실린더(81)의 작동에 의하여 우측의 제1고정판(82)의 좌우이동에 따라 기대(80)의 레일(83, 84) 위에서 슬라이딩된다.
제2이동플레이트(75)는 좌측 제2고정판(87) 위에 고정되고, 레일(83, 84) 위에서 슬라이딩되는 것이다. 제2이동플레이트(75)는 우측의 제1이동플레이트(70)에 대응하는 설치되는 것으로, 제2이동플레이트(75)의 하단에는 레일(83, 84) 위에 면접촉하는 가이드랙(76)이 형성되어 있다. 제2이동플레이트(75)는 실린더(86)의 작동에 의하여 좌측의 제2고정판(87)의 좌우이동에 따라 기대(80)의 레일(83, 84) 위 에서 슬라이딩된다. 제2이동플레이트(75)의 전후면 하단에는 회전축(89)에 결합된 피니언(88)과 기어 결합되는 랙(77)이 형성되어 있다. 더욱이 회전축(89)의 일측에는 봉 형상의 핸들을 삽입하여 수동으로 회전축(89)을 회전시킬 수 있도록 통공이 형성되어 있다. 회전축(89)을 회전시키면 제2고정판(87)을 좌우로 이동시킬 수 있다.
제1클램프(40)는 제1이동플레이트(70) 위에 고정되고 엘보우 파이프를 고정하는 것이다. 제1클램프(40)는 상 파지부(41)와 하 파지부(42)로 나누어지고, 상 파지부(41)의 가장자리부에 복수로 구성된 가이드핀(44)이 하 파지부(42)의 가장자리에 복수로 구성된 부시(46, 47)에 삽입되어 승강될 수 있도록 한다. 즉 제1클램프(40)는 상 파지부(41)와 하 파지부(42)로 각각 나누어지고, 상 파지부(41)에 고정된 가이드핀(44)이 하 파지부(42)에 고정된 부시(46, 47)를 통해 승강된다. 상 파지부(41)와 하 파지부(42)는 삼각기둥의 형상으로 내측에 엘보우 파이프를 지지할 수 있도록 관통공이 형성되어 있다. 그리고 상 파지부(41)는 제1리프트(60)의 지지암(62)에 상단이 연결되고, 하 파지부(42)는 제1이동플레이트(70)에 제1좌대(43)에 고정되어 있다. 제1리프트(60)는 상 파지부(41)의 상단에 지지암(62)이 고정되고, 지지암(62)은 실린더(61)의 작동에 의하여 승강된다. 따라서 실린더(61)의 승강작동이 지지암(62)에 고정된 상 파지부(41)가 승강되도록 하는 것이다. 이는 엘보우 파이프를 관통공에 삽입하여 고정시키기 위한 것이다. 제1리프트(60)는 제1좌대(43)에 고정되어 있다. 상기 상 파지부(41)와 하 파지부(42)의 정면에는 고정돌기(45)가 각각 돌출 구성되어 있고, 고정돌기(45)에는 바이스(48) 등의 고정수 단으로 체결하여 엘보우 파이프가 이탈하지 않도록 고정할 수 있도록 한다.
제2클램프(50)는 제2이동플레이트(75) 위에 고정되고 엘보우 파이프를 고정하는 것이다. 제2클램프(50)는 제1클램프(40)와 동일한 형상으로 대응하여 이루어져 있다. 제2클램프(50)는 제2클램프(50)는 상 파지부(51)와 하 파지부(52)로 나누어지고, 상 파지부(51)의 가장자리부에 복수로 구성된 가이드핀(54)이 하 파지부(52)의 가장자리에 복수로 구성된 부시(56, 57)에 삽입되어 승강될 수 있도록 한다. 즉 제2클램프(50)는 상 파지부(51)와 하 파지부(52)로 각각 나누어지고, 상 파지부(51)에 고정된 가이드핀(54)이 하 파지부(52)에 고정된 부시(56, 57)를 통해 승강된다. 상 파지부(51)와 하 파지부(52)는 삼각기둥의 형상으로 내측에 엘보우 파이프를 지지할 수 있도록 관통공이 형성되어 있다. 그리고 상 파지부(51)는 제2리프트(65)의 지지암(67)에 상단이 연결되고, 하 파지부(52)는 제1이동플레이트(70)에 제1좌대(43)에 고정되어 있다. 제2리프트(65)는 상 파지부(51)의 상단에 지지암(67)이 고정되고, 지지암(67)은 실린더(66)의 작동에 의하여 승강된다. 따라서 실린더(66)의 승강작동이 지지암(67)에 고정된 상 파지부(51)가 승강되도록 하는 것이다. 이는 엘보우 파이프를 관통공에 삽입하여 고정시키기 위한 것이다. 제2리프트(65)는 제2좌대(53)에 고정되어 있다. 상기 상 파지부(51)와 하 파지부(52)의 정면에는 고정돌기(55)가 각각 돌출 구성되어 있고, 고정돌기(55)에는 바이스(58) 등의 고정수단으로 체결하여 엘보우 파이프가 이탈하지 않도록 고정할 수 있도록 한다.
승강기(10)는 제1클램프(40)와 제2클램프(50) 사이를 승강하는 열판(30)을 지지하는 것이다. 승강기(10)는 고정대(11)에 실린더(12) 및 로드(13)가 구비되고, 고정대(11) 양측에 수직방향으로 가이드(14)가 결합되며, 가이드(14)와 로드(13)의 하단에 거치대(15)가 구성된다. 거치대(15)에는 열판(30)이 장착되는데, 열판(30)은 거치대(15)에 고정된 지지구(34)에 면상발열체(32)가 장착되고, 면상발열체(32)에는 보호시트(31)가 부착된다.
위치조절부재(20)는 거치대(15)에 장착된 것으로, 거치대(15)에 결합된 지지구(34)를 일정한 압력으로 가압하여 지지하는 것이다. 위치조절부재(20)는 원통형의 케이스(21)가 구비되고, 케이스(21) 일측에는 지지구(34)를 가압하는 가압구(22)가 결합되고, 케이스(21) 타측에는 조절구(23)가 결합된다. 케이스(21) 내측에는 가압구(22)와 조절구(23) 사이에 스프링(24)이 내장되어 있다. 그리고 조절구(23)에는 너트(25)가 나사 결합되어 조절구(23)의 조절에 의하여 케이스(21) 내부에 구비된 스프링(24)의 탄성력을 조절할 수 있도록 하여 가압구(22)가 지지구(34)의 가압 지지력을 조절할 수 있도록 한다. 위치조절부재(20)는 지지구(34)에 결합된 열판(30)이 제1클램프(40)와 제2클램프(50) 사이에 위치한 후에 제1클램프(40)와 제2클램프(50)가 일정 압력으로 가압된 후에 엘보우 파이프의 녹는 정도에 따라 방향이 일정 방향으로 진행된 것을 원위치로 수정하기 위한 것이다.
본 발명의 플라스틱 엘보우 파이프 접합장치에 구성요소로서, 공압에 의하여 로드(13)를 입출력시키는 실린더(12), 제1 및 제2이동플레이트(75)의 위치를 감지하는 센서(90), 제1이동플레이트(70)의 이동을 제한하는 스토퍼(85)의 작동과 열판(30)에 전원을 공급하는 등의 각종 제어는 도시되지 않는 제어반에 의하여 제어 된다.
이와 같이 이루어진 본 발명의 플라스틱 엘보우 파이프 접합장치에 작동을 도 4 내지 도 13의 엘보우 파이프 접합과정을 시계열적으로 나타낸 도면을 참조하여 설명한다.
우선, 도 4에서 접합장치를 초기 세팅상태로 제1클램프(40)와 제2클램프(50)가 일정 거리를 두고 위치되고, 제1클램프(40)와 제2클램프(50) 위에는 승강기(10)에 장착된 열판(30)이 위치해 있다. 이때 제1클램프(40)와 제2클램프(50)의 상 파지부(41, 51)가 하 파지부(42, 52)로부터 분리되어 있다. 즉 제1리프트(60)와 제2리프트(65)의 지지암(62, 67)에 의하여 하 파지부(42, 52)로부터 상 파지부(41, 51)가 각각 상승된 상태이다.
도 5에서는 각 제1클램프(40)와 제2클램프(50) 사이의 관통공에 접합하려는 엘보우 파이프(1, 2)를 각각 삽입한 후에 제1리프트(60)와 제2리프트(65)의 지지암(62, 67)을 하강시켜 엘보우 파이프(1, 2)를 고정시킨다. 이때 접합하려는 엘보우 파이프(1, 2)의 단부가 제1클램프(40)와 제2클램프(50)의 좌우측에서 각각 돌출되게 삽입 고정된다.
도 6에서는 제1클램프(40)와 제2클램프(50)에 엘보우 파이프(1, 2)가 각각 고정되면, 승강기(10)의 실린더(12)가 작동하여 로드(13)를 하강시킨다. 로드(13)의 하강으로 거치대(15)에 고정된 열판(30)이 제1클램프(40)와 제2클램프(50) 사이로 하강하여 삽입된다. 이때 열판(30)의 면상발열체(32)에는 전원이 인가되어 일정 온도까지 상승된 상태이어야 한다. 도 7에서 기대(80) 내측의 우측 실린더(81)가 작동하여 제1고정판(82)이 좌측으로 이동되어 제1이동플레이트(70)에 고정된 제1클램프(40)를 이동시킨다. 이때 제1이동플레이트(70)는 좌측으로 이동되면서 기대(80) 배면에 구성된 스토퍼(85)까지 진행한다. 그리고 도 8에서 좌측의 제2클램프(50)가 우측으로 이동된다. 이는 기대(80) 내측의 좌측 실린더(86)가 작동하여 제2고정판(87)이 우측으로 이동되어 제2이동플레이트(75)에 고정된 제2클램프(50)가 이동된다. 따라서 제1클램프(40)와 제2클램프(50)가 열판(30)을 사이에 두고 좌우측에서 이동된다. 그리고 스토퍼(85)가 해제, 즉 하강하여 제1이동플레이트(70)가 좌측으로 진행되도록 한다. 고정된 제1클램프(40)와 열판(30)을 향하여 제2클램프(50)는 우측으로 전진 후에 열판(30)을 가압한다. 제1클램프(40)와 제2클램프(50)가 열판(30)을 일정 시간, 예를 들어 5~30초 동안 가압하여 제1클램프(40)와 제2클램프(50)에 고정된 엘보우 파이프(1, 2)의 단부를 녹인다.
도 9 및 도 10에서 엘보우 파이프(1, 2)의 접점부위가 일정 시간동안 녹게 되면, 제2클램프(50)와 제1클램프(40)는 원위치로 각각 후퇴한다. 그리고 도 11에서 열판(30)도 상승하여 원위치로 돌아간다. 도 11에서 열판(30)이 상승한 후에 제1클램프(40)가 좌측으로 전진된 후에 고정되고, 도 12에서 제2클램프(50)가 우측으로 전진하면서 가압된다. 따라서 제1클램프(40)와 제2클램프(50)에 고정된 엘보우 파이프(1, 2)의 접합부위가 일정 시간, 예를 들어 5~30초 동안 밀리고 벌어지면서 접합이 이루어진다.
엘보우 파이프(1, 2)의 접합이 완료된 후에도 일정 시간동안 자연냉각이 이루어지도록 하여 엘보우 파이프(1, 2)가 완전히 결합되도록 한다. 그리고 도 13에 서 엘보우 파이프(1, 2)의 결합이 완료되면 제1리프트(60) 및 제2리프트(65)의 지지암(62, 67)을 상승시켜 제1클램프(40)와 제2클램프(50)의 상 파지부(41, 51)를 상승시킨다. 그리고 상 파지부(41, 51)와 하 파지부(42, 52) 사이에 고정되었던 결합된 엘보우 파이프를 분리한다.
이와 같이 접합을 위한 엘보우 파이프의 결합된 상태는 도 14의 단면을 참조하면, 종래에 용접방식으로 이루어진 엘보우 파이프(1, 2)는 접합부위의 상부에 접합된 플라스틱이 돌출된 형상이고, 본 발명의 접합장치에 의하여 접합된 엘보우 파이프는 접합부위의 상부 및 하부, 즉 엘보우 파이프(1, 2)의 내외측의 접합부위에서 녹은 엘보우 파이프(1, 2)가 돌출된 형상으로 이루어진다. 따라서 본 발명의 접합장치에 의한 엘보우 파이프의 접합은 접합부위가 내외측에서 형성되어 보다 견고하게 접합되고, 엘보우 파이프의 단부를 녹이는 시간과 접합시간에 따라 접합부위는 더욱 견고해질 것이다.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 플라스틱 엘보우 파이프 접합장치를 나타낸 분리사시도이다.
도 2는 도 1의 결합사시도이다.
도 3은 거치대에 장착된 위치조절부재의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 4 내지 도 13은 엘보우 파이프 접합과정을 시계열적으로 나타낸 도면이다.
도 14는 엘보우 파이프의 접합 단면을 나타낸 것으로, 도 14a는 종래기술에 의한 접합부 단면이고, 도 14b는 본 발명에 의한 접합부 단면이다.

Claims (6)

  1. 상단에 레일이 장착되고 내측에 좌측 및 우측 고정판이 연결된 좌측 및 우측의 실린더가 장착된 직육면체 모양의 기대;
    상기 우측 고정판 위에 고정되어 레일 위에서 슬라이딩되는 제1이동플레이트;
    상기 좌측 고정판 위에 고정되어 레일 위에서 슬라이딩되고 제1이동플레이트에 대응하는 제2이동플레이트;
    상기 제1이동플레이트 위에 고정되고 엘보우 파이프를 고정하는 제1클램프;
    상기 제2이동플레이트 위에 고정되고 엘보우 파이프를 고정하는 제2클램프;
    상기 제1 및 제2클램프 사이를 승강하는 열판을 지지하는 승강기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 플라스틱 엘보우 파이프 접합장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 승강기는 고정대에 실린더 및 로드가 구비되고, 고정대 양측에 수직방향으로 가이드가 결합되며, 가이드와 로드 하단에 거치대가 구성되고, 거치대 양측에 구비된 지지구에 면상발열체 및 보호시트를 포함하는 열판이 장착된 것을 특징으로 하는 플라스틱 엘보우 파이프 접합장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 거치대에 결합된 지지구를 일정 압력으로 가압 지지하는 위치조절부재가 거치대에 장착된 것을 특징으로 하는 플라스틱 엘보우 파이프 접합장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2클램프는 상 파지부와 하 파지부로 각각 나누어지고, 상파지부에 고정된 가이드핀이 하 파지부에 고정된 부시를 통해 승강하며, 상 파지부는 제1 및 제2리프트의 지지암에 상단이 연결되고, 하 파지부는 제1 및 제2이동플레이트에 제1 및 제2좌대를 통해 고정된 것을 특징으로 하는 플라스틱 엘보우 파이프 접합장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 상 파지부와 하 파지부의 정면에 고정돌기가 돌출 구성되고, 고정돌기에는 바이스를 체결하여 고정하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 엘보우 파이프 접합장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 기대의 배면에 구성되어 제1이동플레이트의 좌우이동을 제한하는 스토퍼와, 기대를 관통 설치되고 제2이동플레이트를 수동으로 이동시키는 회전축과, 제2이동플레이트에 형성된 랙과 치합되는 피니언이 회전축에 고정되고, 상기 제1고정판과 제2고정판의 이동을 감지하는 센서가 장착된 것을 특징으로 하는 플라스틱 엘보우 파이프 접합장치.
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