KR100315540B1 - 연속 로스트 폼 주조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수의 로스트 폼 주조 플라스크를 일정한 순환이송라인을 따라 일방향으로 순차 연속 자동이송시키고 그러한 플라스크 이송라인상의 각 적소에서 각 플라스크에 대해 주조대상 제품 모형 및 주물사(생모래:Green Sand)가 투입되고 투입된 주물사의 다지기가 행하여지며 이와 같이 준비된 각 플라스크가 정해진 위치에 이르면 주탕이 행하여지고 주탕 및 제품성형이 완료된 플라스크가 다시 라인상의 다른 정해진 위치에 이르면 플라스크를 뒤집어 플라스크내의 성형물등을 플라스크 외부로 빼낸 후 빈 플라스크를 다시 라인상으로 원위치시키는 것등의 단계들을 연속 반복하여 연속 자동적인 로스트 폼 주조를 행할 수 있도록 구성된 연속 로스트 폼 구조장치에 관한 것이다.

본 발명은 일정간격으로 배치된 다수의 이송롤러(101)들로 이루어진 제1 이송라인(100)과, 상기 제1 이송라인(100)과 근접한 곳에 이 제1 이송라인(100)과 평행을 이루어 배치되고 일정간격으로 배치된 다수의 이송롤러(201)들로 이루어진 제2 이송라인(200)과, 상기 제1 및 제2 이송라인(100)(200)의 일측단부에 배치되어 제1 이송라인(100)으로부터의 플라스크를 제2 이송라인(200)상으로 전달시키는 제1 플라스크 전달부(300)와, 상기 제1 및 제2 이송라인(100)(200)의 타측단부에 배치되어 제2 이송라인(200)으로부터의 플라스크를 제1 이송라인(100)상으로 전달시키는 제2 플라스크 전달부(400)로 이루어진 플라스크 이송장치를 포함하고, 상기 플라스크 이송장치상의 각 적소에 각 플라스크에 대해 제품 모형 및 주물사를 투입하고 투입된 주물사를 다지는 단계를 수행하는 수단(500)들과, 상기와 같이 준비된 각 플라스크에 대해 주탕을 행하는 수단(600)들과, 주탕 및 제품성형이 완료된 플라스크를 뒤집어 플라스크내의 성형물등을 플라스크 외부로 빼낸 후 원위치시키는 단계를 수행하는 수단(700)들이 설치구비되어 있는 것을 특징으로 하는 연속 로스트 폼 주조장치를 제공한다.

Description

연속 로스트 폼 주조장치{A CONTINUOUS LOST FOAM METAL PRODUCTS CASTING APPARATUS}

본 발명은 로스트 폼(Lost Foam) 주조법에 의해 금속제품을 주조성형해내는 데에 사용되는 로스트 폼 주조장치에 관한 것으로, 특히 다수의 로스트 폼 주조 플라스크를 일정한 순환이송라인을 따라 일방향으로 순차 연속 자동이송시키고 그러한 플라스크 이송라인상의 각 적소에서 각 플라스크에 대해 주조대상 제품 모형 및 주물사(생모래:Green Sand)가 투입되고 투입된 주물사의 다지가 행하여지며 이와 같이 준비된 각 플라스크가 정해진 위치에 이르면 주탕이 행하여지고 주탕 및 제품성형이 완료된 플라스크가 다시 라인상의 다른 정해진 위치에 이르면 플라스크를 뒤집어 플라스크내의 성형물등을 플라스크 외부로 빼낸후 빈 플라스크를 다시 라인상으로 원위치시키는 것등의 단계들을 연속 반복하여 연속 자동적인 로스트 폼 주조를 행할 수 있도록 구성된 연속 로스트 폼 주조장치에 관한 것이다.

본 발명이 관련된 로스트 폼 주조장치는 예컨대 자동차의 엔진동체나 엔진헤드 또는 매니폴드 등과 같은 복잡한 형태의 금속제품을 코어의 사용 및 후가공의 필요가 없이 정밀하게 주조성형해낼 수 있도록 하는 주조장치로서, 그 주조원리는 먼저 스티로폼과 같은 가연성 발포수지를 사용하여 만들고자 하는 제품의 모형을 만들고 이 제품 모형을 속이 빈 플라스크 내부에 배치한 후 그 외측에 주물사(생모래)를 다져 넣은 상태에서 상기 제품 모형 일측으로 연결되는 탕구로부터 금속용융물을 주탕해 넣으면 고온의 금속용융물에 의해 제품 모형이 태워져 기화되면서 생기는 공동내부로 금속용융물이 흘러 들면서 상기 제품 모형대로의 제품이 주조성형되도록 하는 것이다.

최근 이러한 로스트 폼 주조법을 이용한 제품의 생산성을 높이기 위해 다수의 주조 플라스크들을 일방향으로 순환이동시키면서 그 이동상의 각 적소에서 주조에 필요한 제반 작업단계들을 순차 연속 수행할 수 있는 장치의 사용이 제안되고 있다.

도1은 종래에 제안사용되어 온 한 전형적인 연속 로스트 폼 주조장치의 구성례를 보여 주는데, 이 장치는 양단부가 곡선궤적을 그리는 순환궤도를 따라 이동되도록 배치된 다수의 대차(1)들을 구비하고, 상기 대차(1)상에 각각 주조 플라스크(2)를 장착하여 각 플라스크(2)의 대차(1)를 따른 이동중의 각 적소에서 플라스크(2)내부에 대한 제품 모형 및 주물사 투입과, 투입된 주물사를 다지는 컴팩팅(Compacting)작업과, 금속용융물의 주탕과, 주조완료된 각 플라스크(2)를 뒤집어 내용물을 빼낸 후 원위치시키는 덤핑(Dumping)작업등을 순차 연속 수행하여 연속적인 로스트 폼 주조를 이루어내도록 되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 장치는 대차(1)의 순환이송을 이루는 이송라인의 양단부에서 각 대차(1)가 이동반경이 큰 원형의 곡선궤적을 따라 이동되도록 장치가 구성되기 때문에 설치공간이 과다하게 소요되고, 컴팩팅 및 덤핑작업시 플라스크(2)를 그 이송라인으로부터 벗어난 위치로 이동시켜 필요한 작업을 행한 후 다시 이송라인상으로 옮겨 주어야 하기 때문에 설비가 복잡다단해지면서 단위 플라스크당 주조작업완료 소요시간이 길어져서 장치 전체의 생산성이 떨어지며, 또 주탕작업이 작업자의 수작업에 의존하여 이루어짐으로써 불량제품이 다발함은 물론 안전사고의 위험성이 큰 것등의 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점들을 효과있게 해소할 수 있는 더욱 개선된 연속 로스트 폼 주조장치를 제공할 목적으로 연구발명된 것이다.

도1은 종래 장치의 전체적인 구성개요를 보여 주는 평면도,

도2는 본 발명에 따른 장치의 전체적인 구성개요를 보여 주는 평면도,

도3은 본 발명의 장치중 플라스크 전달부의 평면도,

도4는 본 발명의 장치중 플라스크 전달부의 측면도,

도5는 본 발명의 장치중 주탕 수단의 측면도,

도6은 도5중 요부 평면도,

도7은 상기 주탕 수단의 정면도,

도8은 상기 주탕 수단의 요부발췌 단면도.

* 도면중 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 제1 이송라인 101 : 이송롤러

200 : 제2 이송라인 201 : 이송롤러

300 : 제1 플라스크 전달부 301 : 대차

302 : 안내레일 303 : 구동모터

304 : 이동휠 305 : 전동수단

306 : 구동모터 307 : 이송롤러

308,309,310 : 전동수단 400 : 제2 플라스크 전달부

500 : 주물사투입 및 컴팩팅 수단 600 : 주탕 수단

601 : 안내레일 602 : 구동모터

603,604 : 전동기어 605 : 휠축

606 : 이동휠 607 : 대차

608 : 지지대 609 : 레이들

610 : 축 611 : 레이들구동수단

700 : 덤핑 수단 F : 로스트 폼 주조 플라스크

상기의 목적은 본 발명에 따라 각각 일정간격으로 배치된 다수의 이송롤러들로 이루어지고 서로 평행 근접하여 배치된 제1 및 제2 이송라인과, 상기 제1 및 제2 이송라인의 일측단부에 배치되어 제1 이송라인으로부터의 로스트 폼 주조 플라스크를 제2 이송라인상으로 전달시키는 제1 플라스크 전달부와, 상기 제1 및 제2 이송라인의 타측단부에 배치되어 제2 이송라인으로부터의 플라스크를 제1 이송라인상으로 전달시키는 제2 플라스크 전달부로 이루어진 플라스크 이송장치를 포함하고, 상기 플라스크 이송장치상의 각 적소에 각 플라스크에 대해 제품 모형 및 주물사를 투입하고, 투입된 주물사를 다지고, 주탕을 행하고, 주조완료된 플라스크를 뒤집어 내용물을 플라스크 외부로 빼낸 후 원위치시키는 것등의 작업단계들을 수행하는 수단들을 설치구비하여 구성된 연속 로스트 폼 주조장치를 제공함으로써 달성된다.

이하에서, 본 발명을 첨부도면들을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도2는 본 발명에 따른 장치의 전체적인 구성개요를 보여 주는데, 이 장치는 일정간격으로 배치된 다수의 이송롤러(101)들을 가지고 예컨대 도5의 예와 같은 로스트 폼 주조 플라스크(F)들을 그 이송롤러(101)들상에 얹어 일방향으로 수평 이송시킬 수 있도록 구성된 제1 이송라인(100)과, 상기 제1 이송라인(100)과 평행 근접하여 배치되고 일정간격으로 배치된 다수의 이송롤러(201)들을 구비하여 이 이송롤러(201)들상에 얹혀진 플라스크(F)들을 상기 제1 이송라인(100)과는 반대방향으로 수평 이송시킬 수 있도록 구성된 제2 이송라인(200)과, 상기 제1 및 제2 이송라인(100)(200)의 일측단부에 배치되어 제1 이송라인(100)의 진행방향 말단부로부터의 플라스크를 제2 이송라인(200)의 진행방향 초입부상으로 이동 전달시켜 주는 제1 플라스크 전달부(300)와, 상기 제1 및 제2 이송라인(100)(200)의 타측단부에 배치되어 제2 이송라인(200)의 진행방향 말단부로부터의 플라스크를 제1 이송라인(100)의 진행방향 초입부상으로 이동 전달시켜 주는 제2 플라스크 전달부(400)로 이루어진 플라스크 이송장치를 포함하여 구성된다.

상기 제1 이송라인(100)상의 이송롤러(101)들상에 얹혀져서 화살표방향으로이동된 플라스크들은 이 제1 이송라인(100)의 진행방향 말단부에서 제1 플라스크 전달부(300)의 대차(301)상으로 진입되고, 이와 같이 제1 플라스크 전달부(300)의 대차(301)상으로 진입된 플라스크는 상기 대차(301)의 이동을 따라 비교적 짧은 거리를 직선 이동한 후 제2 이송라인(200)의 진행방향 초입부상으로 옮겨지게 된다.

도3, 도4는 이러한 작용을 가능하게 하는 제1 플라스크 전달부(300)의 구체적인 구성을 보여 준다. 이 제1 플라스크 전달부(300)는 상기 제1 및 제2 이송라인(100)(200)의 일측단부에 연해 이들 제1 및 제2 이송라인(100)(200)에 수직한 방향으로 배치되는 안내레일(302)과, 상기 안내레일(302)을 따라 제2 이송라인(200)쪽이나 제1 이송라인(100)쪽으로 직선 이동할 수 있도록 안내레일(302)상에 얹혀져 설치된 대차(302)와, 상기 대차(301)를 안내레일(302)을 따라 이동시킬 수 있도록 설치된 구동모터(303), 이동휠(304), 전동수단(305)과, 상기 제1 이송라인(100) 말단부로부터의 플라스크를 대차(301)상으로 진입시키거나 대차(301)상으로 진입된 플라스크를 다시 대차(301) 외부로 이동시킬 수 있도록 설치된 구동모터(306), 이송롤러(307), 전동수단(308)(309)(310)들을 포함하는 구성으로 되어 있다.

상기와 같은 구성된 제1 플라스크 전달부(300)의 플라스크 전달작용을 설명해 보면, 제1 이송라인(100)의 이송롤러(101)들상에 얹혀져서 이 제1 이송라인(100)의 진행방향 말단부로 이송되어 온 플라스크는 상기 제1 플라스크 전달부(300)의 대차(301)에 이른 후 구동모터(306)에 의해 상기 제1 이송라인(100)의 이송롤러(101)들과 같은 방향으로 회전되고 있는 이송롤러(307)들의 작용에 의해대차(301)상으로 옮겨져 실리게 된다. 이와 같이 하여 한 플라스크가 대차(301)상으로 완전히 옮겨져 실리게 되면 구동모터(306) 및 이송롤러(307)의 작동이 정지되고, 구동모터(303)의 작동으로 상기 대차(301)가 안내레일(302)을 따라 제2 이송라인(200)의 진행방향 초입부쪽으로 직선 이동하게 되며, 완전히 이동된 후에는 구동모터(306)가 이송롤러(307)들을 상기 제2 이송라인(200)상의 이송롤러(201)들과 같은 방향으로 회전작동시켜 주게 되어서 상기 대차(301)상의 플라스크(F)를 제2 이송라인(200)의 진행방향 초입부상으로 옮겨 주게 되는 것이다.

위와 같이 제2 이송라인(200)상으로 옮겨진 플라스크는 후술하는 주탕작업의 종료후 제2 이송라인(200)을 따라 이동되면서 다음 작업단계를 거치게 되고, 작업완료된 플라스크가 상기 제2 이송라인(200) 말단부에 이르면 이 플라스크는 전술한 제1 플라스크 전달부(300)와 동일하게 구성된 제2 플라스크 전달부(400)에 의해 제1 이송라인(100)의 진행방향 초입부상으로 다시 옮겨져서 그 다음 로스트 폼 주조작업에 준비하게 되며, 본 장치는 다수의 로스트 폼 주조 플라스크들에 대해 이러한 작용을 순차 연속 반복하여 연속적인 로스트 폼 주조를 수행할 수 있도록 된 것이다.

상기 제1 이송라인(100)의 초입부에는 여기에 위치되는 플라스크들에 대해 제품 모형 및 주물사를 투입하고 투입된 주물사를 예컨대 진동과 같은 방법으로 컴팩팅(다지기)하는 수단(500)들이 마련된다.

상기 제2 이송라인(200)의 초입부에는 상기 수단(500)들에 의해 제품 모형 및 주물사투입과 투입된 주물사의 컴팩팅이 행하여진 후 제1 이송라인(100) 및 제1플라스크 전달부(300)를 거쳐 이 제2 이송라인(200)의 진행방향 초입부에 이른 플라스크들에 대하여 자동적인 주탕작업을 행하는 수단(600)들이 마련된다.

도5∼도8은 상기 주탕작업을 행하기 위한 수단(600)들의 구체적인 구성을 보여 주는데, 이 주탕 수단(600)은 제2 이송라인(200)의 진행방향 초입부 근처에 제2 이송라인(200)의 진행방향과 같은 방향으로 놓인 안내레일(601)과, 구동모터(602) 및 전동기어(603)(604)등의 수단들에 의해 일측 또는 타측으로 회전하는 이동휠(606)에 의해 상기 안내레일(601)을 따라 일측 또는 타측으로 직선이동될 수 있도록 안내레일(601)상에 설치된 대차(607)와, 상기 대차(607)상에 지지대(608)를 통해 설치지지되고 주탕될 금속용융물이 내부에 수용되는 레이들(609)과, 상기 레이들(609)을 축(610)을 회전지점으로 하여 일측으로 기울여 주거나 원위치시키는 동작을 시킬 수 있도록 설치된 레이들구동수단(611)을 포함하여 구성된다.

상기 주탕 수단(600)들에 의한 주탕작업의 개요를 설명해 보면, 전술한 제1 이송라인(100) 및 제1 플라스크 전달부(300)를 통해 이동되어 온 플라스크(F)들이 예컨대 5개와 같은 정해진 개수만큼 제2 이송라인(200)의 진행방향 초입부에 들어차면 플라스크(F)의 이동이 일시 정지된 상태에서 상기 주탕 수단(600)들에 의한 주탕작업이 개시된다. 주탕작업이 개시되면 구동모터(602)가 작동되고, 이 구동모터(602)의 회전력은 전동기어(603)(604)들을 통해 휠축(605)에 전달되어 휠축(605)이 회전하게 되며, 이에 따라 상기 휠축(605)의 양단부에 설치된 이동휠(606)이 일측으로 회전하면서 안내레일(601)을 따라 이동하게 됨으로써 안내레일(601)을 따른 대차(607)의 이동이 이루어지게 된다. 이와 같이 하여 대차(607)가 한 플라스크(F)앞으로 이동 정지되면 상기 대차(607)상에 설치지지되어 있는 레이들(609)이 레이들구동수단(611)에 의해 상기 플라스크(F)쪽으로 기울어지게 되면서 레이들(609) 내부에 수용되어 있던 금속용융물이 상기 플라스크(F)상의 탕구(F')로 쏟아져 내려 주탕이 이루어지게 되며, 한 플라스크(F)에 대한 적량의 금속용융물 주탕이 완료되고 나면 상기 레이들(609)이 원위치 회동된 후 대차(607)가 그 다음 플라스크 앞으로 이동 정지되어 그 다음 플라스크에 대한 주탕이 행하여지게 된다. 이와 같이 하여 제2 이송라인(200)의 초입부에 위치한 정해진 개수의 플라스크(F)들에 대해 주탕이 모두 완료되면 상기 대차(607)는 초기위치로 원위치되어지고 플라스크(F)들의 이동이 재개되어진다.

상기와 같이 하여 주탕 및 제품성형이 완료된 플라스크들이 제2 이송라인(200)을 따라 이송되어 상기 제2 이송라인(200)의 진행방향 말단부 근처에 이르게 되면 상기 제2 이송라인(200)의 말단부 근처에 배치되어 있는 덤핑 수단(700)들에 의해 플라스크의 뒤집기가 행하여져서 각 플라스크 내부에 성형물 등이 플라스크 외부로 취출된 후 빈 플라스크가 다시 제2 이송라인(200)상으로 되돌려지는 작업이 수행되며, 이와 같이 되돌려진 빈 플라스크는 상기 제2 이송라인(200)의 말단부에 연한 제2 플라스크 전달부(400)를 통해 제1 이송라인(100)의 진행방향 초입부로 다시 전하여지게 되어서 전술한 작업단계들이 다시 반복 수행되게 된다.

따라서, 본 발명은 장치가동중 상술한 바와 같은 작용을 연속 반복하여 로스트 폼 주조법에 의한 제품성형을 높은 생산성으로 연속 수행해낼 수 있으면서 불량발생을 극소화할 수 있고, 또 장치의 구성을 최대한 간소, 효율화하여 적은 비용 및 설치공간을 들여 장치를 설치사용할 수 있게 된 것등의 신규유용한 효과를 제공하는 것이다.

Claims (1)

1. 각각 다수의 이송롤러(101)(201)들로 이루어지고 서로 평행근접하여 배치된 제1 및 제2 이송라인(100)(200)과, 상기 제1 및 제2 이송라인(100)(200)의 일측단부에 배치되어 제1 이송라인(100)의 진행방향 말단부로부터의 로스트 폼 주조 플라스크를 제2 이송라인(200)의 진행방향 초입부로 전달시키는 제1 플라스크 전달부(300)와, 상기 제1 및 제2 이송라인(100)(100)의 타측단부에 배치되어 제2 이송라인(200)의 진행방향 말단부로부터의 플라스크를 제1 이송라인(100)의 진행방향 초입부로 전달시키는 제2 플라스크 전달부(400)로 이루어진 플라스크 이송장치를 포함하여 구성되고, 상기 플라스크 이송장치를 따라 순환이송되는 각 플라스크에 대해 제품 모형 및 주물사를 투입하고 투입된 주물사를 컴팩팅하며 금속용융물을 주탕하고 주탕 및 제품성형이 완료된 플라스크를 뒤집어 내용물을 취출시킨 후 원위치시키는 작업단계들을 순차 연속 반복하도록 구성된 것을 특징으로 하는 연속 로스트 폼 주조장치.