KR0163012B1 - 파손된 볼트 추출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파손된 볼트추출장치에 관한 것이다.

파손된 볼트추출장치(10)는 하단부에 왼나사 드릴빗을 가진 오른나사 나사산축(20)을 포함하며, 빗은 콜릿-확장경사면에 의하여 겹쳐져 있다. 축은 나사산을 가진 방향을 바꿀 수 있는 콜릿(24)을 가진다. 콜릿은 하부를 향하여 가늘어지며 그 위에 외부 왼나사 나사산(32)을 지니고 있으며 세로틈이 있으며 확장 가능하다. 콜릿의 상단부는 콜릿이 축위에서 반대방향으로 전환될 때 인접한 플린지(F)의 정렬된 개구면과 맞물리는 드릴을 중앙에 위치시키는 구조를 가진 드라이브 헤드(36)를 가진다.

Description

[발명의 명칭]

파손된 볼트 추출장치

[발명의 배경]

[발명의 분야]

본 발명은 파손된 볼트와 같은 나사식 체결볼트를 제거하기 위한 볼트추출장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 볼트를 움켜쥐는 콜릿(collet)을 가진 드릴헤드를 포함하고, 파손된 볼트의 중앙에서 드릴을 시동시키기 위한 가이드수단을 가진 파손된 체결기구의 추출장치에 관한 것이다.

[관련기술분야]

본 발명은 1986년 8월 12일에 특허된 미합중국특허 제4,604,917호 및 1988년 10월 18일에 특허된 제4,777,859호의 개량에 관한 것이다.

볼트의 드라이브헤드가 파손되면, 볼트가 최초로 삽입된 표면아래의 나사구멍안에 남아 있는 볼트의 스터드(stud)부분을 제거하는 것은 힘들며 시간이 소요되는 작업이 된다. 통상적으로 스터드의 제거에는 스터드를 관통하는 구멍이 필요하다. 드릴 빗(bit)을 제거한 후에 이지 아웃(easy out)형의 볼트추출장치가 제거에 사용된다. 이러한 볼트추출장치는 파손된 볼트스터드의 천공구멍의 측면과 맞물리기에 적합한 제동톱니 및/또는 플루우트의 형상을 하고 있다. 그리핑(gripping) 표면은 추출장치가 볼트의 나사산과 반대로 회전하면 볼트를 제거한다.

이러한 장치는 많은 결함을 가지고 있다. 드릴빗은 구멍을 뚫는 과정중에 자주 파손된다. 이러한 결과로서 파손된 볼트스터드와 절단된 드릴빗을 제거해야 하는 이중의 문제가 발생한다. 드릴빗이 파손되지 않더라도 볼트스터드는 드릴구멍을 뚫는 과정에서 나사구멍 내부로 더욱 깊숙히 파고들어 추출을 더욱 어렵게 만든다. 다수의 추출장치에서는 뚫린 구멍에 나사산이 필요하므로 나사산을 형성하기 위하여 탭 렌치를 이용하는 부수적인 과정이 필요해진다. 그러므로 다수의 분리된 연장과 다수의 과정이 항시 필요해진다. 작업의 단계가 많아지면 지루하고 시간낭비가 되며 더욱이 그 결과는 불만족스러운 것이다.

명확하고 간결히 하기 위하여서 볼트 또는 스터드는 대부분의 볼트와 스터드가 그러한 것처럼 오른나사 나사산을 가진 것으로 간주하며 나사산의 방향과 회전방향은 오른나사 나사산을 가진 파손된 볼트에 적합한 것이 사용될 것이며, 여기에는 제한이 없다. 스터드가 왼나사 나사산을 가지면 나사산의 방향과 회전방향은 여기서 설명된 것과는 반대가 될 것이다.

상기한 두 특허는 파손된 오른나사볼트, 스터드의 내부에 구멍을 형성하는 드릴과 파손된 볼트를 제거하기 위한 볼트 스터드 추출장치를 단일의 공구로 결합한 발명을 설명한 것으로 그것에 의하여 한번의 동작으로서 파손된 볼트를 제거하는 것이다. 공구의 하부는 왼나사방향(추출되는 파손된 오른나사볼트스터드의 나사산에 반대방향)의 피치를 갖는 나사산으로된 절단날을 갖는 드릴빗이 설치되어 있다. 특허 제4,777,850호에는 드릴빗의 본체는 상부가 적당한 시계반대방향의 수동공구나 전동공구에 연결된 구조를 갖는 나사산이 형성된 샤프트의 하단부에 위치한다.

볼트 추출장치 콜릿(collet)은 드릴빗위에 오른나사 나사산을 가지며 설치되어 있다. 그리핑(gripping) 콜릿의 하부의 직경은 파손된 볼트의 스터드에 형성된 구멍에 콜릿이 삽입되도록 하기 위해 드릴빗의 외경보다 작다. 추출장치콜릿은 슬럿에 의하여 분리되는 세로단편열로 구성된다. 드릴빗헤드의 상부는 익스팬더 콜릿의 세로단편들과 맞물리며 확대되는 구조를 가진 익스팬더 표면을 가지고 있다.

나사구멍에 남은 파손된 볼트를 제거하기전에 추출장치 샤프트의 상단부가 수동 또는 전동구동장치에 연결된다.

구멍에 남겨진 파손된 볼트스터드를 제거하려면, 드릴빗은 스터드와 맞물려지고 회전하여 파손된 볼트스터드의 본체 안에 구멍을 뚫는다. 장치가 파손된 볼트스터드 내부에 구멍을 뚫음에 따라서 드릴축위에 나사가 설치된 추출장치콜릿은 스터드에 뚫어진 구멍의 내부와 맞물려진다. 장치가 연속적으로 회전함에 따라서 추출장치콜릿은 샤프트의 하단부에서 드릴빗을 향하여 조여 들어간다. 콜릿이 샤프트에 비하여 더 많은 회전을 함으로서 샤프트가 상방향으로 이동하며 추출장치콜릿상의 단편들의 단부가 드릴빗 본체의 익스팬더 표면과 맞물리게 된다. 이렇게 해서 단편들이 펼쳐지며, 드릴빗에 의해 막 형성된 파손된 볼트스터드의 구멍내부를 확고하게 잡아준다.

이 때 파손된 볼트스터드의 나사산과 반대방향으로 구동장치를 연속 회전시키면 나사구멍으로부터 스터드를 용이하게 추출할 수 있다. 익스팬더콜릿의 상단부는 수동공구로 잡기 위한 부수적인 표면을 제공하며 필요하면 스터드가 제거된 후에 파손된 볼트스터드로부터 익스팬더콜릿을 분리하기 위한 수단도 또한 제공하는 역할을 한다. 이것은 콜릿 및 스터드 부재를 반대방향으로 회전시켜 제거한다.

[발명의 요약]

상기 특허 제4,604,917호 및 제4,777,850호는 매우 가치 있는 발명에 대하여 기술하고 있다. 본 발명은 드릴빗을 스터드와 처음 접촉시킬 때 드릴구멍이 스터드의 중앙에 위치하도록 드릴빗을 유도하는 개량된 유도방법에 관한 것이다. 이 유도방법은 콜릿이 반대방향으로 될 때 드릴로 구멍을 파기 시작하는 인접된 플랜지의 정열된 개구에 맞물리는 콜릿의 상단부를 확장한 형태이다. 또한 본 발명은 바람직하게는 왼나사 나사산 또는 플루우투형태인 콜릿의 외부면에 대한 개량된 그리핑 수단에 관한 것이다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명의 볼트추출장치 결합체의 사시도이다.

제2도는 제1동의 확대도이다.

제3도는 제1동의 확대평면도이다.

제4도는 제1동의 확대저면도이다.

제5도는 콜릿이 반대방향으로 되고 인접한 플랜지의 개구에 유도수단이 사용되며 장치가 스터드를 초기에 관통하는 것을 도시한 파손된 볼트스터드를 제거하는데 사용된 본 발명의 결합체를 도시한 것이다.

제5a도는 제5도의 부분확대도이다.

제6도는 우측부가 올라간 콜릿으로 구멍뚫기 과정을 도시한 것이다.

제7도는 본 발명의 볼트추출장치가 파손된 볼트스터드 추출하는 것을 도시한 것이다.

[바람직한 구체예의 설명]

제1도 내지 제4도는 본 발명의 나사산이 형성되어 있는 파손된 볼트추출장치(10)를 나타낸 것이다. 추출장치(10)는 왼손나사 또는 반시게방향의 절단피치를 갖는 드릴빗(12)을 포함한다. 드릴빗(12)은 본체(14)와 절단날(16)을 가지고 있다. 드릴빗(12)의 본체(14)는 경사진 익스팬더표면(18)을 가지고 있으며 나사산샤프트(20)에 일체로 부착되어 있다. 익스팬더표면(18)은 드릴본체(14)가 나사산샤프트(20)와 만나는 위치에서 드릴빗(12)의 절단날(16)을 향하여 외향으로 경사져있다.

샤프트(20)의 상단부는 6각형이 바람직하며(제3도), 반시계방향 전동기구척, 수동렌치 또는 드릴과 같은 적절한 구동기구를 사용하여 추출장치의 조임을 원활히하는 평판표면(22)을 가지고 있다. 추출장치(10)는 세로의 슬럿(30)에 의해 분리되는 단편열(28)에서 종단되는 경사진 본체(26)로 형성되는 추출장치콜릿(24)을 포함하고 있다. 콜릿(24)은 끝이 날카로우며 바닥에서 단편(28)의 각각의 머리에 인접한 지점까지 연장된 나선형으로 배열된 조임플루우트 또는 왼편나사산이 설치되어 있다. 슬럿(30)에 의하여 분리된 각각의 단편(28)은 후에 설명되는 바와같이 파손된 볼트스터드를 잡는데 유용한 것으로 증명된 단편들의 단부에 어느 정도의 탄력성을 제공한다.

추출장치콜릿(24)은 나사산샤프트(20)의 세로축을 따라서 콜릿이 서로 회전하며 이동하는 것이 가능하도록 하는 내부나사구멍(34)을 포함하고 있다. 익스팬더콜릿(24)의 상부는 적당한 기구에 의하여 적절하게 고정되고 회전되도록 만드는 다수의 평평한 측면(38)을 갖는 확대된 드라이브헤드(36)를 포함한다. 평평한면의 중간에는 도시된 바와 같이 헤드가 부재(40)로 둘러져 있으며 한쌍의 플랜지(F)(제5도)의 개구(0)의 직경보다 적다.

제5,6 및 제7도를 참고하면 파손된 볼트스터드(50)가 지지지면(54)의 나사구멍(52)안에 구체적으로 도시되어 있다.

설명된 추출과정중에 본 발명의 추출장치(10)는 적절한 수동 또는 전동기구의 척(46)과 기계적 결합을 한다. 샤프트(20)위의 평탄면(22)은 잘 알려진 기존의 방식으로 척에 의하여 조여져서 회전력이 구동장치로부터 추출장치(10)로 전달되는 것을 알 수 있을 것이다. 파손된 스터드(50)가 다시 오른나사산을 가진 것이라 가정하면 구동장치는 스터드(50)에 드릴빗(12)을 박기위하여 왼편 또는 반시계방향으로 회전한다.

드릴의 척에 샤프트(20)를 삽입하기 전에 콜릿(24)은 반대로 되어(제5도) 추출장치가 볼트구멍에 삽입될 때 확대된 드라이브헤드의 주변부(40)는 플렌지(F)의 개구(0)의 내부면과 꼭 맞게 된다. 구멍을 뚫기 시작할 때 콜릿과 날은 서로 근접하며 (즉 제5도에 도시된것보다 더 접근한다) 빗이 우선적으로 스터드(50)에 맞물리며 콜릿도 개구(0)의 벽에 맞물린다. 콜릿은 드릴빗(12)을 가진 추출장치를 중앙에 위치시켜 스터드의 중앙에 구멍이 뚫어지도록 한다. 또한 스터드의 꼭대기의 파열이 불규칙하기 때문에 주변부(40)는 드릴사용자가 구멍을 뚫기 시작함에 따라서 드릴팁이 가장자리로 가는 것을 방지한다. 크기는 약간의 이격을 가져서 콜릿(24)이 개구(0)에서 자유로이 회전하도록 하는 것이 바람직하다. 드릴빗(12)이 스터드(50)를 통과함에 따라(제6도) 구멍(42)이 뚫어진다.

다음에 추출장치는 개구(0)로부터 올라오며 샤프트는 드릴척으로부터 제거된다. 콜릿은 샤프트(20)로부터 회전시켜 배어내며 제6도에 도시된 위치와 반대로 위치되며 추출장치가 척에 재설치된 후에 구멍뚫기가 계속된다. 추출장치콜릿(24)은 나사산 샤프트에서 빗근처까지 이동된다. 단편(28)의 단부가 스터드(50)의 구멍(42)으로 들어가며 그것의 측면벽에 맞물린다. 이 점에서 구동장치가 연속하여 회전함으로서 구멍뚫기가 정지되며 추출장치콜릿(24)은 빗이 상승함에 따라 드릴빗(12)을 향하여 나사산을 타고 이동한다.

단편(28)의 하부가장자리가 경사진 익스팬더표면(18)과 맞물리는 점에서 단편(28)은 익스팬더표면(18)을 타고 외부로 움직이며 그것에 의하여 스터드(50) 내부에 형성된 구멍(42)의 내부벽을 확실하게 잡는다. 천공된 구멍(42) 주위의 스터드를 물고 들어가는 콜릿외부의 왼나사 나사산(32)에 의하여 더욱 확고히 잡게 된다. 그 후에 구동장치를 연속회전 시켜서 지지면(54)의 보다 큰 구멍(52)으로부터 스터드(50)를 뽑아낸다.

추출장치콜릿(24)의 드라이브헤드(36)는 일례로 수동식 구동수단이 사용되면 구멍(42)의 내부벽면에 지지되어 더욱 확실히 유지되거나 또는 일단 스터드가 제거되면 파손된 스터드로부터 추출장치콜릿을 분리하는데 드라이브헤드가 사용될 수 있다.

Claims (6)

1) 왼나사방향 또는 오른나사방향 중의 하나인 제일방향의 나사산을 가지며 하단부에 외부 및 하방을 향해 경사진 콜릿확장표면에 의하여 겹쳐진 상기 제일방향의 반대방향의 드릴빗을 가지며 상단부에는 구동척에 의해 물려지는 평탄한 주변부를 갖는 샤프트 : 및 2) 한쪽 단부가 점차 가늘어지며 상기 콜릿확장표면과 맞물림에 따라 확대되는 세로틈을 가지며, 다른쪽 단부가 플랜지의 개구 직경과 같은 크기의 최대직경을 가지며 상기 샤프트의 나사산과 체결되는 내부나사산이 형성된 볼트조임용 콜릿 : 으로 구성되며, 상기 콜릿을 상기 샤프트와 결합하고 상기 콜릿의 다른쪽 단부를 아래쪽으로 해서, 플랜지의 개구 여분과 상기 콜릿의 다른쪽 단부를 맞물림으로써 파손된 볼트의 중심선을 향하여 드릴빗을 유도하는 것을 특징으로 하는 볼트추출장치 결합체.

제1항에 있어서, 상기 콜릿의 경사진 단부의 외부표면으로 나사산이 형성되며 상기 나사산의 방향은 상기 제일방향의 반대방향인 것을 특징으로 하는 볼트추출장치 결합체.

제1항에 있어서, 상기 콜릿의 다른쪽 단부가 구동장치에 의해 맞물려질 수 있도록 서로 마주보는 양 측면이 모두 편탄면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 볼트추출장치 결합체.

(a) 왼나사방향 또는 오른나사방향 중의 하나인 제일방향에 반대인 제이방향으로 회전시켜서 파손된 체결구에 내부구멍을 형성하는 천공 수단 : (b) 상기 제일방향의 나사산을 가지며 상기 천공수단으로부터 연장된 샤프트수단 : (c) 상기 천공수단의 반대쪽으로 상기 샤프트수단의 단부에 구동장치를 연결하는 결합수단 : (d) 본질적으로 체결구와의 상대적인 회전을 방지하기 위해, 상기 천공수단의 외경보다 본질적으로 큰 외경을 갖는 기저로 구성되고, 내부 구멍의 안측면을 조이기 위해서 외향으로 확장 가능하고 상기 제이방향의 나사산을 갖는 조임 수단을 포함하며, 상기 샤프트 수단에 의해 관통되어 결합되는 추출장치수단 : 및 (e) 상기 천공수단과 상기 샤프트수단 사이에서 조임수단을 맞물리도록 상기 샤프트수단을 향하여 점차 가늘어지며, 구멍의 내부에 의하여 체결구를 조이기 위해 상기 조임수단을 확장시키는 푸스토-원추형 익스팬더수단 : 으로 구성되며, 상기 제이방향으로 구동수단을 연속회전하여 외부구멍으로부터 체결구를 추출하는 것을 특징으로 하는 외부의 구멍에 상기 제일방향으로 조여지는 파손된 나사 체결구를 추출하기 위한 장치 결합체.

제4항에 있어서, 상기 추출장치수단의 상기 기저가 다수 개의 서로 마주보는 양 측면이 평탄면인 것을 특징으로 하는 장치결합체.

1) 왼나사방향으로 구멍안에서 회전하고 오른나사 나사산이 있는 샤프트를 가진 왼나사 드릴을 하방으로 전진시키며, 드릴과 샤프트를 향해 점차 가늘어지는 샤프트 사이의 푸스코-원추 액스팬더표면을 가지며, 샤프트가 그 위에 나사산을 가지며 콜릿은 개구의 직경의 기저를 가지며 기저로부터 상향으로 가늘어지는 왼나사 나사산을 표면에 가진 조임부재가 있으며 그곳에 다수의 세로틈을 가지며, 기저는 볼트에 구멍을 뚫기 위하여 파손된 볼트의 중앙에 드릴을 위치시키는 역할을 하는 개구와 맞물려 있는 단계 : 2) 구멍을 뚫기 시작한 후에 구멍으로부터 드릴을 제거하고 축상의 콜릿을 반대로 위치시키는 단계 : 3) 구멍벽에 맞물린 조임부재가 회전을 정지할 때까지 구멍에서 뚫는 작업을 계속하며, 샤프트의 오른나사 나사산에 의하여 하방으로 눌려지며 구멍벽을 더욱 견고히 잡기 위하여 익스팬더 표면과 맞물리도록 가느다란 조임부재를 확장하는 단계 : 및 4) 파손된 볼트가 구조물로부터 회수될때까지 드릴을 왼나사방향으로 계속 회전시키는 단계 ; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 구조가 나사구멍에 중심이 정렬된 개구에 고정된 플랜지를 갖는 구조로서 기저구조의 나사구멍으로부터 파손된 볼트를 제거하는 방법.