KR100987270B1 - 돌 블록 분할 어셈블리 및 방법 - Google Patents

돌 블록 분할 어셈블리 및 방법 Download PDF

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Abstract

작업부재를 분할하고 재단시 분할 블레이드(18)의 동작을 보완하고 교환하기 위해, 바람직하게는 작업부재 맞물림 돌기부(36)와 함께, 예컨대 교대하는 릿지(42)와 밸리로 향상된 맞물림 면을 이용하는 블록 분할 어셈블리(10)에 의해 분할된 부재로부터 제조된 콘크리트 블록(50)을 제공한다.

Description

돌 블록 분할 어셈블리 및 방법{MASONRY BLOCK SPLITTING ASSEMBLY AND METHOD}
본 발명은 일반적으로 돌 블록(masonry block)의 제조에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 돌 블록 위에 장식적인 면의 창조를 위한 설비 및 방법에 관한 것이다. 보다 더 구체적으로, 본 발명은 돌 블록에 깃털 결 또는 바위형 엣지의 외관과 불규칙한 암석 조직 결을 생성하기 위한 설비 및 방법 뿐만 아니라, 이런 설비 및 방법으로부터 발생하는 돌 블록에 관한 것이다.
조경 목적용 콘크리트 돌 블록을 이용하는 것이 다소 일반화되고 있다. 이런 블록은 예컨대, 비교적 대규모 구조에서 작은 나무 원형 벽과 정원 엣징 벽(garden edging wall)까지의 옹벽을 창조하기 위해 사용된다. 콘크리트 돌 블록은 고속 제조 공장에서 제조되며, 통상적으로 외관상 상당히 균일하다. 이는 일부 조경 적용에서 바람직하지 못한 특징이지만, 벽과 다른 조경 구조를 건설하기 위해 사용되는 재료에 보다 "자연스런" 외관을 요구하는 곳에서의 다양한 적용에 결점이 있다.
콘크리트 돌 블록을 덜 균일하고, 보다 "자연스런" 외관을 만드는 한가지 방법은, 블록 위에 흔히 "바위면(rock-face)"으로 언급되는 불균일한 정면을 창조하 기 위한 분할 방법을 이용하는 것이다. 이 방법에서, 일반적으로 실행되는 바와 같이, 적절하게 경화된 커다란 콘크리트 작업부재는 두 블록을 형성하기 위해 분할되거나 갈라져 분할된다. 발생하는 블록은 암석 조직 결(texture)과 불규칙한 분할 또는 균열의 평면에 따라 면을 갖고 있다. 블록의 노출 면에 불규칙한 바위형상 외관을 창조하기 위해 작업부재를 두 개의 돌 블록으로 분할하는 방법은, 예컨대 베세(Besser)의 미국 특허 제1,534,353호에 개시되며, 상기 특허는 해머와 조각용 칼을 이용하여 블록의 수동 분할을 개시하고 있다.
블록을 분할하는 자동화된 설비가 잘 알려져 있으며, 일반적으로 지지 테이블과 대향하는 유압 구동식 분할 블레이드를 구비하는 분할 장치를 포함하고 있다. 이 응용에서 분할 블레이드는 비교적 좁거나 날카로운 나이프 엣지에 경사지는 통상적으로 실질적인 강판이다. 블레이드는, 통상적으로 나이프 엣지가 이들 표면과 수직한 관계로 작업부재의 상하부면에 맞물리도록 배열되고, 서로에 대해 동일 평면상에 배열되도록 배열되어 있다. 작업시, 작업부재는 지지 테이블 위와 블레이드 사이를 이동한다. 블레이드는 작업부재의 상하부면에 맞물리게 된다. 증가하는 힘이 각 블레이드에 작용하여, 서로를 향해 블레이드를 가압한다. 블레이드에 작용하는 힘이 증가할 수록, 작업부재는 일반적으로 블레이드의 정렬의 평면을 따라 분할(균열)한다.
이들 기계는 블록의 고속 처리에 유용하다. 블록 위의 불규칙하고, 바위 면 마무리를 생성한다. 이들 프로세스로부터 발생하는 두 면이 동일하지 않으므로, 블록은 일반적인 비분할 블록보다 외관이 보다 자연스럽다. 그러나, 산업 표준 분 할 방법에서 발생하는 면의 엣지는 일반적으로 잘 형성되고, 즉 규칙적이고 "날카로운", 블록의 비분할 표면, 조경 응용의 관점에서 일부는, 규칙적이고, "빤질빤질함(shiny)"과 암석 결이 없으며, "기계가공" 외관을 갖는다.
이런 콘크리트 돌 블록은 그 표면의 규칙적인, 날카로운 엣지가 제거되는 경우 보다 자연스럽게 보이도록 할 수 있다.
콘크리트 블록의 규칙적인, 날카로운 엣지를 제거하는 잘 알려진 방법은 텀블링(tumbling) 방법이다. 이 방법에서, 비교적 다수의 블록은 대략 수평축 둘레를 회전하는 드럼에 적재되어 있다. 블록은 서로에 대해 쾅 부딪치고, 날카로운 엣지를 두드려 떨어버리고, 또한 블록의 엣지와 면을 깍아내고 흔적을 남긴다. 이 방법은 일반적으로 깃털 결, "사용된" 외관을 콘크리트 포장 돌에 생성하기 위해 사용된다. 이들 포장 돌은 통상적으로 비교적 작은 콘크리트 블록이다. 일반적인 크기는, 폭이 3.75인치(9.525cm)이고 길이가 7.75인치(19.685cm)이고 두께가 2.5인치(6.35cm)로서, 약 6 파운드(2.72kg)의 무게로 이루어져 있다.
텀블링 방법은 현재 깃털 결을 형성하기 위해 일부 옹벽과 함께 사용되며, 블록의 표면을 덜 균일하게 보이도록 한다. 일반적인 텀블링 방법의 이용과, 특히 옹벽 블록의 텀블링에는 여러 단점이 존재한다. 일반적으로, 텀블링은 고가의 방법이다. 블록은 텀블링 이전에 매우 단단해야만 한다. 통상적으로, 블록은 적당한 강도를 얻기 위해 형성된 후 수 주일 동안 그대로 방치해야만 한다. 이는 입방체, 통상적으로 목형 팔렛 위에 조립되어야 하며, 필요한 저장 시간 동안 생산 라인으로부터 떨어져 운반되어야 한다. 텀블러로 운반된 후, 화물 운반대에서 내리 고, 텀블러를 통해 처리되며, 격자에 다시 고정하고 다시 운반대에 적재해야만 한다. 이 모든 "오프라인" 처리가 고비용이다. 부수적으로, 텀블러에서 파쇄되는 블록의 실질적인 손상이 존재할 수 있다. 텀블링 장치 자체는 매우 고가이며, 높은 유지 비용 품목이다.
포장재와 달리 옹벽 블록은 비교적 복잡한 형상을 가질 수 있다. 사용시 각 가로 층이 아래 가로 층과 등간격으로 층층으로 엇갈리게 적층된다. 옹벽은 통상적으로 벽 후방의 땅 압력을 지탱하기 위해, 가로 층 사이에 약간의 전단강도를 가져야 한다. 균일한 층층 쌓기(setback)와 가로층 대 가로층(course-to-course) 전단강도를 제공하는 일반적인 방법은 블록에 일체형 지시자(integral indicator)/전단 키(shear key)를 형성하는 것이다. 통상적으로 이런 키는 립(플랜지) 또는 혀 모양과 홈 구조의 형태를 취한다. 옹벽 블록이 아주 작은 소형 블록(예컨대, 약 0.25 제곱 피트의 면적의 정면을 갖는 약 10 파운드)에서부터 최대 제곱 피트의 정면을 갖고 수 백 파운드 정도의 무게를 갖는 아주 대규모 블록까지 크기가 다양하고, 코어를 형성하거나, 테일 단면을 연장할 수 있다. 이런 복잡한 형상은 텀블링 프로세스로 형성할 수 없다. 지시자가 떨어져 버리고, 표면 쉘(껍질)이 균열한다. 그 결과, 텀블링 가공되는 옹벽 블록은 통상적으로 매우 간단한 형상이고, 비교적 작으며, 일체형 지시자/전단 키를 갖지 않는다. 대신에, 층층 쌓기와 전단 저항을 설정하기 위해 부속 핀, 클립, 또는 다른 장치와 함께 사용되어야만 한다. 이런 부속 핀 또는 클립은 사용이 보다 어렵고 일체형 지시자를 갖는 블록의 경우보다 벽의 건설 비용이 고가이다.
날카롭고, 규칙적인 엣지를 제거하고 콘크리트 블록에 불규칙한 면을 생성하기 위한 다른 선택은 해머밀형 기계를 이용하는 것이다. 이런 형태의 기계에서, 회전하는 해머 또는 다른 공구는 블록의 면을 공격하여 칩 조각으로 분쇄한다. 이런 형태의 기계는 통상적으로 고가이며, 블록 공장, 특히 오래된 공장에서 이용할 수 없는 생산 라인에서의 공간이 요구된다. 이 선택은 "일괄 생산"으로 행해지는 경우 생산을 절감할 수 있으며, 블록은 모든 엣지를 공격하기 위해 통상적인 조작, 예컨대 뒤집고/뒤집거나 회전될 필요가 있다. 해머밀형 프로세스가 오프라인으로 이루어지면, 텀블링에 관해 전술한 여러 비능률적 요소를 창조한다.
보다 자연스런 블록 면 외관을 창조하고 콘크리트 블록의 날카롭고, 규칙적인 엣지를 제거하기 위한 다른 선택으로서, 본 출원인에게 양도되어 현재 출원 계류중의 미국 특허 출원번호 제09/884,795호(2001년 6월 19일) 및 제09/691,861호(2000년 10월 19일), 및 미국 특허 제6,321,740호에 개시되어 있고, 그 내용 전체가 참고로 본원에 인용되고 있다. 이들 문헌에 개시된 바와 같이, 분할 어셈블리에는, 분할 어셈블리에 의해 분할되는 작업부재가 정렬되는 분할선의 적어도 일측에 놓이는 복수의 돌기부를 구비하고 있다. 돌기부는 발생하는 블록의 불규칙한 정면과 불규칙한 상하 정면 엣지를 창조하기 위해 분할 동안 작업부재와 맞물리도록 위치된다. 추가로 기재한 바와 같이, 돌기부는 분할선의 각 측면에 놓여질 수 있으며, 돌기부는 단일의 분할 조립체, 또는 대향 쌍의 분할 어셈블리 각각의 분할 어셈블리에 제공될 수 있다.
나머지 문제는 층층 가로줄을 갖는 종래 옹벽에서 발생한다. 각 가로 줄이 아래 가로줄과 층층으로 물려서 쌓는 옹벽에서, 아래 가로줄에서 각 블록의 상부면의 일부는 아래 가로줄에서 각 블록의 정면과 인접 윗 가로줄에서 각 블록의 정면 사이에 볼 수 있다. 통상적으로, 가시적인 상부면 부분은 각 가로줄 사이의 암붕(ledge)의 외관을 창조하는 규칙적이고 평면이다. 암붕은 옹벽이 덜 자연스런 외관을 유도하고 옹벽의 외관을 손상하는 것으로 일반적으로 인식되고 있다.
따라서, 정면에 인접 위치하는 규칙적이고, 편평한 블록 상부면을 제거하여, 블록을 층층으로 물려서 쌓을 때 암붕의 외관을 최소화하는 설비와 방법에 대한 요구가 있다. 그 결과는 생산 라인을 저하하지 않고, 생산 라인에 고가의 설비를 추가하지 않고, 생산 라인에 추가적인 공간이 필요 없고, 노동 집약적이지 않으며, 일체형 지시자 플랜지 또는 다른 유사한 특징을 갖는 블록을 처리할 때 높은 컬 비율(cull rates)을 갖지 않는 방식으로 달성되어야 한다.
본 발명은 콘크리트 돌 옹벽 블록을 제조하는 설비 및 관련 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 복수의 블록이 벽에서 블록의 각 가로줄 사이에 층층으로 쌓는 벽을 갖는 벽으로 놓여질 때, 블록의 가로줄 사이의 암붕의 외관은 최소화된다.
본 발명의 일 관점에서, 불규칙한 정면이 마련된 적어도 하나의 블록을 형성하기 위해 분할선을 따라 작업부재를 분할하는 수단을 포함하는 블록 분할기계용 분할 어셈블리가 제공된다. 맞물림 면은 적어도 일측의 분할선에 인접하며, 맞물림 면은 분할 작업 동안 작업부재의 표면을 깍아내고 거칠게 하고 작업부재 면과 블록의 정면의 교차점에서 블록의 엣지를 라운딩하기 위해 작업부재의 표면에 맞물리는 다수의 피크를 포함한다.
바람직한 실시형태에서, 다수의 피크는 분할선에 대략 평행한 거리 위를 연장하며, 분할선에서 이격한 거리를 연장한다. 또한, 바람직한 실시형태에서, 분할선에서 추가로 피크의 선단은 분할 동작 이전에 분할 어셈블리가 정지 위치에 있을 때 작업부재에 추가한다.
바람직한 실시형태에서, 분할선은 기하학적으로 선형, 즉 직선이다. 그러나, 분할선은 다른 형태, 예컨대, 궁형(arcuate), 또는 사행식(serpentine), 또는 복수의 비정렬 직선 세그먼트로 구성되는 형태를 취할 수 있다.
바람직한 실시형태에서, 분할하는 수단은 블록 스플리터 홀더(block splitter holder)에 고정되는 블록 스플리터(block splitter)를 구비한다. 다수의 피크를 포함하는 맞물림 면은 블록 스플리터 홀더의 일부가 바람직하다.
보다 바람직한 실시형태에서, 블록 스플리터 홀더는 블레이드 홀더이고 블록 스플리터는 분할 블레이드이다. 블록 스플리터는 홀더에 고정된 복수의 돌기부로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 분할 어셈블리는 정면을 따라 깍아지고 거친 상부면과, 블록의 상부면과 정면의 교차점에서 둥근 엣지를 갖는 블록을 형성하기 위해 작업부재를 분할하는 블록 분할기계에서 사용된다.
본 발명은 또한 불규칙한 정면과, 정면에 인접한 깍아지고 거친 상부면 부분과, 블록의 상부면과 정면의 교차점에서 둥근 엣지를 갖는 콘크리트 블록의 제조 방법에 관한 것이다. 이 방법은 블록 스플리터와, 상부면 부분에 대응하고, 분할선을 따라 분할되는 콘크리트 작업부재의 표면에 맞물리도록 위치되는 복수의 피크를 갖는 블록 스플리터에 인접한 맞물림 면을 갖는 제1 분할 어셈블리를 제공하는 단계를 포함한다. 피크가 블록 스플리터에 대략 평행한 거리 위를 연장하고 피크가 블록 스플리터에서 이격된 거리를 연장하므로 피크는 분할선에 대략 평행한 거리 위의 부재 면에 인접 맞물린다. 콘크리트 작업부재는 제1 분할 어셈블리에 대해 상대적으로 위치되므로 작업부재는 제1 분할 어셈블리에 의해 분할될 수 있으며, 작업부재는 분할 어셈블리를 이용하여 적어도 두 파편으로 분할된다.
본 발명에 따른 콘크리트 블록은 상부면, 하부면, 상하부면 사이를 연장하는 정면, 상하부면 사이를 연장하는 후면, 및 정면과 후면 사이의 측면으로 구성된다. 지시자 돌기부는 블록과 일체로 형성되고 상부면 또는 하부면 위에 놓이도록 형성된다. 정면과 상부면의 교차점은 상부 엣지를 형성하고, 정면과 하부면의 교차점은 하부 엣지를 형성한다. 정면과 상부 엣지의 적어도 일부는 불규칙적이다. 또한, 정면에 인접한 상부면의 일부는 깍아내고 거칠게 되며, 분할 동작 동안 작업부재와 맞물리는 분할 어셈블리의 맞물림 면의 다수의 피크로부터 발생하고, 상부면과 정면의 교차점에서 블록의 엣지는 둥글게 형성된다.
본 발명을 특징으로 하는 신규한 이들 각종 다른 장점과 특징은 여기에 일부를 형성하고 첨부한 특허청구의 범위에 특히 지정되어 있다. 그러나, 본 발명의 용이한 이해를 위해, 그 사용으로 얻어지는 장점과 목적은 추가적인 부분을 형성하고, 일부를 형성하는 도면을 참조로, 첨부하는 상세한 설명을 참조로 본 발명의 바 람직한 실시형태를 설명한다.
도 1은 블록 분할기계에 사용하는 본 발명의 하부 분할 어셈블리의 사시도이다.
도 2는 분할되는 작업부재에 관해 도시된 하부 분할 어셈블리의 상부 평면도이다.
도 3은 작업부재를 분할하기 위해 위치된 하부 분할 어셈블리와 상부 분할 어셈블리의 단면도이다.
도 3a는 맞물림 면의 릿지와 밸리를 형성하는 패드의 상세 측면도이다.
도 4는 도 3에 도시한 형태의 상하부 분할 어셈블리를 이용하여 작업부재로부터 분할된 돌 블록의 사시도이다.
도 5는 도 4의 돌 블록의 측면도이다.
도 6은 도 4의 복수의 블록으로 구성된 벽을 도시하는 도면이다.
도 7은 작업부재를 분할하기 위해 위치된 상부 분할 어셈블리의 변형 실시형태와 하부 분할 어셈블리의 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시한 형태의 상하부 분할 어셈블리를 이용하여 작업부재로부터 분할된 돌 블록의 사시도이다.
도 9는 도 8의 돌 블록의 측면도이다.
도 10은 도 8의 복수의 블록으로 구성된 벽을 도시하는 도면이다.
본 발명은 작업부재를 분할하여 발생하는 콘크리트 옹벽 블록의 표면에 보다 자연스런 외관을 창조하기 위해 콘크리트 돌 블록 작업부재의 분할에 관한 것이다.
보다 자연스런 외관 블록 면을 창조하고 규칙적이고, 날카로운 면 엣지를 제거하는 설비와 방법은, 본 출원인에게 양도되어 현재 출원 계류중의 미국 특허 출원번호 제09/884,795호(2001년 6월 19일) 및 제09/691,861호(2000년 10월 19일), 및 미국 특허 제6,321,740호에 개시되어 있다. 이들 문헌에 개시된 바와 같이, 분할 어셈블리에는, 분할 어셈블리에 의해 분할되는 작업부재가 정렬되는 분할선의 적어도 일측에 놓이는 복수의 돌기부를 구비하고 있다. 돌기부는, 발생하는 블록의 불규칙한 정면과 불규칙한 상하 정면 엣지를 창조하기 위해 분할 작업 동안 작업부재와 맞물리도록 위치된다. 분할되는 통상적인 작업부재는 표면 대 표면 배열에서 노-슬럼프 콘크리트(no-slump concrete)로 성형된 두 개의 블록에 의해 형성되므로 작업부재의 분할은 양 블록의 불규칙한 정면을 창조한다.
여러 도면을 통해 동일부품에 동일 참조번호를 부여하는 도면에 주목해야 한다. 도 1은 본 발명에 따른 제1 또는 하부 분할 어셈블리(10)를 도시한다. 하부 분할 어셈블리(10)는 하부 분할 어셈블리(10)에 대향 위치하는 제2 또는 상부 분할 어셈블리(12)(도 3 참조)를 포함하는 블록 분할기계에서 사용된다. 본 발명을 실행하기 위해서 상하부 분할 어셈블리(10, 12)를 이용할 수 있는 블록 분할기계는 미시간 홀랜드에 위치하는 리티바 컴퍼니(Lithibar Co.,)와 다른 설비 제조업자로부터 얻어질 수 있다. 분할장치를 참조할 때, 용어 "하부", "상부", "상향", 및 "아래"는 분할 동안 작업부재에 대한 분할 어셈블리의 위치를 언급한다. 작업부재 는 분할 동안 "립 업(lip up)"으로 지향되는 것이 바람직하다. 이 "립 업" 방향은 벽에 놓여질 때 발생하는 블록(들)의 상부면이 되도록 작업부재를 평탄하게 놓는 것이다.
분할 어셈블리(10)는, 분할 작업 동안 하나 이상의 작업부재(14)를 맞물리고, 분할 작업의 완료 이후 개구를 통해 하방으로 이동하도록, 당분야에 공지된 방법으로, 지지 테이블(도시생략)의 개구를 통해 상방으로 이동하도록 채용되므로 분할부재는 분할기계에서 제거될 수 있고 하나 이상의 후속 작업부재는 분할선(SL)과 정렬된 분할기계에 위치될 수 있다(도 2 참조).
도 1 및 도 3을 참조하여, 분할 어셈블리(10)는 블록 분할 홀더(16)에 고정된 블록 스플리터(18)를 포함하는 것을 볼 수 있고, 블록 스플리터는 작업부재(14)를 분할하는 수단과 함께 형성되어 있다. 도시한 실시형태에서, 홀더(16)는 블레이드 홀더를 구비하며, 블록 스플리터(18)는 분할 블레이드를 구비한다. 편의상, 본 발명은 "블레이드 홀더(16)" 또는 "홀더(16)" 그리고 "분할 블레이드(18)" 또는 "블레이드(18)"로 언급하여 이후에 기술한다. 그러나, 홀더(16) 및 스플리터(18)는 도면에 도시된 이외의 구조로 형성될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 또, 블록 스플리터는 돌기부의 형상(이하 기술함)으로 이루어질 수 있다.
블레이드(18)는 중앙 커팅 엣지(20)를 포함한다. 도 2로부터 명백한 바와 같이, 중앙 커팅 엣지(20)는 작업부재(들)를 분할하는 분할선(SL)을 따라 평행하게 연장한다. 바람직한 실시형태에서, 분할선(SL)은 직선이며, 블록의 발생하는 분할 면은 그 결과 대략 편평하다. 그러나, 분할선은 다른 구성, 필요한 경우, 예컨대, 곡선형을 취할 수 있다. 블레이드 홀더(16)는 블레이드(18)에서 외향으로 연장하는 맞물림 면(22a, 22b)을 포함한다.
유사하게, 도 3에 도시한 바와 같이, 상부 분할 어셈블리(12)는 중앙 커팅 엣지(28)를 포함하는 블레이드(26)의 블레이드 홀더(24)를 포함한다. 중앙 커팅 엣지(28)는 분할선(SL)을 따라 커팅 엣지(20)에 평행하게 연장한다. 블레이드 홀더(24)는 블레이드(26)에서 외향으로 연장하는 맞물림 면(30a, 30b)을 포함한다.
맞물림 면(22a, 22b, 30a, 30b)은 비교적 얕은 각도로 블레이드(18, 26)에서 각각 바깥으로 연장하므로, 분할 작업 동안, 표면(22a, 22b, 30a, 30b)은 부재(들)에 맞물린다. 이 맞물림은 임의 방식으로 발생하는 분할편의 분할 엣지를 파손한다. 불규칙한 파쇄 동작은 부재 맞물림 돌기부를 소망하는 맞물림 면(22a, 22b, 30a, 30b) 위에 위치함으로써 향상될 수 있다. 맞물림 면(22a, 22b, 30a, 30b)은 수평에 대해 약 0°와 약 30°사이의 각도(α)로 지향하는 것이 바람직하고, 가장 바람직한 각도는 23°이다.
또한 분할 어셈블리(10, 12)는 조정가능하고 이동가능한 맞물림 면(22a, 22b, 30a, 30b) 위에 부재 맞물림 돌기부(32, 34)를 각각 포함한다. 이와 같이, 번호, 위치, 공간 및 돌기부의 높이를 변화함으로써 다른 부재 구성을 분할하기 위해 동일한 블레이드 어셈블리가 사용될 수 있다. 다른 높이 조정수단이 채용될 수 있지만, 돌기부(32, 34)는 조정용 맞물림 면(22a, 22b, 30a, 30b)의 대응하는 나사 개구에 나사 결합되는 것이 바람직하다. 그러나, 분할 동작 동안, 돌기부, 블레이드 및 블레이드 홀더는 서로에 대해 고정된 관계를 이루므로, 블레이드 홀더 가 이동할 때, 블레이드와 블레이드 홀더에 연관된 돌기부가 동시에 이동한다.
이 실시형태에서 돌기부(32, 34)는 카바이드 선단(carbide-tipped) 금속재료로 제조되는 것이 바람직하다. 또한, 서양장기판 패턴의 다양한 피라미드를 구비하는 돌기부(32, 34)의 상부면이 깔쭉하게 된다. 이런 돌기부는 미시간, 프레이저 소재의 페어레인 프로덕츠 컴퍼니(Fairlane Products Co.)로부터 얻어질 수 있다. 다양한 상부면 돌기 구성이 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 돌기부의 상부면의 높이는 블레이드(18, 26)의 커팅 엣지(20, 28) 아래 약 0.040인치(0.1cm)가 바람직하다. 그러나, 돌기부는 본 발명의 원리 범위 내에서 블레이드(18, 26)의 위로 일정 거리 또는 아래로 추가 연장될 수 있다. 도시한 돌기부의 직경은 10 쓰레드/인치(thread/inch)(3.94 thread/cm) 피치를 갖는 약 0.75인치(1.9cm)이며, 길이는 약 1.50 인치(3.81cm)이다. 약 0.50인치(1.27cm)와 약 1.0인치(2.54cm) 사이의 직경이 바람직하다고 믿어진다. 나사로 들어가는 분할 프로세서에서 헐렁한 블록 재료는, 분할 타격의 수직방향 힘과 함께, 돌기부가 적소에 충분히 체결되는 것으로 고려된다. 그러나, 분할 프로세스 동안 블레이드에 대해 돌기부를 적소에 체결하는 다른 기구가 사용될 수 있다.
블레이드(18, 26) 및 돌기부(32, 34)는 분할 프로세스 동안 마모 위치이다. 돌기부(32, 34)의 이동가능한 장착은 이런 마모에 의해 필요시 돌기부를 분리 장착하도록 한다. 블레이드(18, 26)는 분리가능하고 교환가능하므로, 블레이드가 마모될 때, 필요시 교환할 수 있는 것이 또한 바람직하다. 블레이드(18, 26)는 블레이드를 블레이드 홀더에 볼트 체결과 같은 적정 수의 종래의 이동가능한 체결 기술을 통해 각 블레이드 홀더(16, 24)에 고정될 수 있는 동시에, 각 블레이드는 도 3에 도시한 바와 같이 각 블레이드 홀더에 형성된 슬롯 내에 이동가능하게 놓여진다. 필요한 경우 블레이드는 또한 각 블레이드 홀더와 일체로 형성될 수 있다.
하부 분할 어셈블리(10)는 또한 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 수평방향 쇼울더(38)에서 수직방향으로 상방 연장하는 조정가능하고 이동가능한 작업부재-맞물림 돌기부(36)를 또한 포함한다. 달성하고자 하는 소망의 효과에 따라 돌기부(36)가 돌기부(32, 34)보다 크거나 작을 수 있지만, 돌기부(36)는 돌기부(32, 34)의 구성과 유사하다.
블레이드 홀더(16, 24)의 맞물림 면(22a, 22b, 30a, 30b) 위에 돌기부(32, 34)의 각도는 돌기부(32, 34)가 부재(들)를 둥글게 잘라내고 발생하는 블록의 상하부 엣지에 주로 인접한 재료를 파쇄하지만, 너무 많은 재료를 파쇄하지 않는다. 하부 분할 어셈블리(10)는 통상적으로 상부 분할 어셈블리(12)가 분할 동작을 시작한 후에 작업부재(14)와 접촉한다. 하부 분할 어셈블리(10)와 경사진 돌기부(32)가 그 분할 동작을 완전하게 완료하기 이전에 상부 분할 어셈블리(12)의 초기 분할 동작은 작업부재(14)의 발생하는 분할편을 서로 강제로 이격할 수 있다. 그러나, 블레이드 홀더(16)의 쇼울더(38) 위에 수직방향 돌기부(36)는 경사진 돌기부(32)가 분할 동작을 완료하기 위해 분할편을 적소에 유지하는 것을 돕는다. 수직방향 돌기부(36)는 또한 발생하는 블록(들)의 상부 엣지에 인접한 분할편의 일부를 분쇄한다.
지금까지 기술한 분할 어셈블리(10, 12) 및 그 특징은 미국 특허출원 제09/884,795호 및 제09/691,864호, 및 미국 특허 제6,321,740호 중 하나 이상에 기 재되어 있다.
분할 어셈블리(10, 12)의 돌기부(32, 34, 36)는 재료가 주로 상하부, 좌우 정면 코너에 대응하는 발생하는 블록(들)의 일부에서 주로 파손되도록 위치된다.( 발생하는 블록을 언급할 때, 용어 "하부", "상부", "상향", 및 "아래"는 벽에 놓여질 때의 블록을 언급한다.) 정면 코너 사이의 상하부 엣지의 분쇄는 주로 표면(22a, 22b, 30a, 30b)과의 맞물림을 통해 발생한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 다듬질된 블록의 외관은 돌기부(32) 사이의 맞물림 면(22a, 22b)을 변경함으로써 또한 향상될 수 있으므로 맞물림 면(22a, 22b)이 정면 부근 블록의 상부면의 일부를 분쇄하고 거칠게 한다. 블록이 가로층으로 적층될 때 이는 암붕의 외관을 최소화한다. 표면 변경은 맞물림 면(22a, 22b)이 블록의 상부면의 암붕 면적을 강화하기 위해 작업부재와 접촉할 때 분쇄되는 추가적인 콘크리트 재료를 유발하여야 한다. 표면 변형은 돌기부(32) 사이의 맞물림 면(22a, 22b)에 형성된 다수의 피크를 구비하는 것이 바람직하다.
바람직한 실시형태에서, 피크는 블레이드(18)의 커팅 엣지(20)에 평행하게 연장하는 복수의 릿지(42)의 형태로 이루어지며, 인접한 릿지(42) 사이에 밸리 또는 홈이 형성된다. 도 3 및 도 3a에 도시한 바와 같이, 교대하는 릿지(42)와 밸리는 단부에서 볼 때 대략 톱니모양 또는 톱니 형상을 갖는 맞물림 면(22a, 22b)을 제공한다. 릿지(42)는 작업부재(14)를 향한 방향으로 경사지는 것이 바람직하며, 날카로운 선단을 갖는 것이 바람직하다. 선택적으로, 릿지(42)는 반경 선단을 가질 수 있으며, 날카로운 선단을 이용하여 달성되는 것보다 비참한 동작의 발생이 작게 된다. 릿지(42)와 밸리 단독, 또는 돌기부(32, 36)와 함께 사용될 수 있다.
릿지(42)는 맞물림 면(22a, 22b)의 전체 폭에 걸쳐 블레이드(18)에 인접 연장하는 것이 바람직하며, 각 작업부재(14)에 대해, 돌기부(3) 사이의 맞물림 면(22a, 22b)의 전체 길이를 따라 연장하는 것이 바람직하다. 발생하는 블록에 달성하고자 하는 결과에 따라, 릿지(42)는 돌기부(32) 사이의 맞물림 면(22a, 22b)의 적어도 일부를 따라 연장할 수 있다. 또한, 블록의 상부면의 상당량이 깍여지고 거칠게 되는 것에 따라, 릿지(42)는 전체 폭 보다, 맞물림(22a, 22b)의 폭의 일부에 걸쳐 연장할 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시한 실시형태에서, 릿지(42)가 패드 또는 타일(44) 위에 형성되며, 복수의 패드(44)는 맞물림 면(22a, 22b)의 연속적인 릿지와 밸리를 형성하기 위해 블레이드 홀더(16)에 고정되고 서로에 대해 연결되어 있다. 패드(44)의 측면은 도 3a에 도시되어 있다. 패드 또는 타일(44)은 카바이드 재료로 제조되는 것이 바람직하다. 이런 패드는 미시건, 프레이저 소재의 페어레인 프로덕츠 컴퍼니로부터 얻어질 수 있다. 복수의 별개 패드를 이용하기 보다, 복수의 패드에 동등한 길이를 갖고, 그 위에 형성된 릿지(42)와 밸리를 갖는 단일 플레이트가 사용될 수 있는 것이 고려된다. 또한, 패드(44)를 이용하기 보다, 릿지와 밸리가 블레이드 홀더(16)에 직접적으로 형성될 수 있는 것이 고려된다.
릿지(42)에 대한 변형으로서, 피크는 돌기부(32, 34)의 상부면과 유사하고, 맞물림 면(22a, 22b) 위의 서양장기판 패턴으로 배열된 복수의 피라미드를 구비할 수 있다.
패드(44)는 분할 프로세스 동안 마모 위치이다. 따라서, 패드를 홀더(16)에 볼트 체결하는 등의 적정 수의 종래 분리가능한 체결 기술을 이용하여, 패드(44)를 블레이드 홀더(16)에 분리가능하게 장착하는 것이 바람직하다. 접착제가 패드의 분리를 허용하도록 접착제가 또한 사용될 수 있다. 패드(44)가 적소에 위치하고, 각도(α)는 수평에 대해 약 15 내지 23도 사이(도 3 참조)가 바람직하다. 패드(44)의 최고점은 블레이드(18)의 커팅 엣지(20) 위 또는 아래가 될 수 있다. 바람직하게는, 패드의 최고점은 커팅 엣지(20)의 약 0.125인치 이하와 0.125인치 이상 사이이다.
도 3의 상하부 분할 어셈블리를 이용하여 작업부재(14)로부터 분할한 블록(50)이 도 4 및 도 5에 도시되어 있다. 블록(50)은 대략 편평한 상부면(52), 대략 편평한 하부면(54), 측면(56)(일측만이 도 4 및 도 5에서 볼 수 있다), 정면(60) 및 후면(62)으로 이루어지는 블록 본체를 포함한다. 또한, 블록(50)의 정면(60)은 둥근 단면(64, 66)에 의해 측면(56)에 연결되어 있다. 분할 어셈블리(10, 12) 위의 돌기부(32, 34)의 위치에 의해(도 2에 가장 잘 도시함), 블록(50)의 상부 좌우 코너와 하부 좌우 코너는 분할 프로세스 동안 파쇄된다.
블록(50)은 후면(62)에 인접하고, 바람직하게는 후면의 일부를 형성하는 하부면(54) 위에 일체로 형성된 지시자 립 또는 플랜지(68)를 포함한다. 립(68)은 블록(50)으로부터 형성된 벽에 균일한 셋백(set back)을 설정하며, 전단력에 대한 일부 저항을 제공한다. 바람직한 구성에서, 립(68)은 블록(50)의 일측에서 타측까지 연속적이다. 그러나, 립(68)은 일측에서 타측까지 연속적일 필요는 없고, 립 (68)이 후면(62)과 연속일 필요는 없다. 블록을 위치하는 립(68)에 상응하게 기능하는 돌기부의 다른 형태가 사용될 수 있다.
도 4 및 도 5의 블록에서, 상하부면(52, 54)은 편평하지 않지만, 가로줄로 놓여질 때, 인접한 가로줄에서의 블록 상하부가 서로에 대해 대략 평행하도록 구성되어야 한다. 또, 각 블록의 정면(60)은 후면(62)보다 폭이 넓고, 적어도 하나의 측면(56), 바람직하게는 양 측면을 경사함으로써 달성되므로, 측면은 후면에 접근할수록 서로 근접(수렴)한다. 이런 구조는 반경 벽 내측이 구성되도록 허용한다. 측면(56)이 정면(60)에서 후방으로 이격된 위치에서 수렴하기 시작할 수 있는 것이 또한 고려된다. 이는 인접한 블록이 스플리터의 작용에 의해 변경되지 않는 규칙적인 표면, 맞물림 면, 또는 돌기부를 따라 정면 배후에 약간 인접하도록 하고, 차례로 벽 배후의 미세 재료가 벽의 표면을 통해 스며 나오지 않도록 할 수 있는 것을 의미한다.
블록의 정면(60)은 불규칙한 암석 구조를 갖는다. 또한, 정면(60)의 상부 엣지(70) 및 하부 엣지(72)는 또한 분할 어셈블리(10, 12)의 결과로서 불규칙하다.
또한, 하부 분할 어셈블리(10)의 맞물림 면(22a, 22b) 위의 릿지(42)는 블록의 상부 엣지(70)와 정면(60)에 인접한 블록의 상부면(52)의 일부(74)를 절단하고 거칠게한다. 절단되고 거친 부분(74)은, 다수의 유사한 블록(50)이 벽(100)의 블록에서 각 가로줄 사이에 셋백을 갖는 벽(100)에 놓여질 때 암붕의 외관을 최소화하는 것을 돕는다(도 6 참조). 블록(50)의 상부 엣지(70)는 또한 릿지와 홈(42)의 결과로 약간 둥글게 된다.
도 6은 다수의 블록(50)으로 구성된 벽(100)을 도시한다. 하부 분할 어셈블리(10)의 맞물림 면(22a, 22b) 위에 릿지(42)와 밸리는 블록(50)의 상부면(52) 위에 절단되고 거친 부분(74)을 창조한다. 각 가로줄이 아래 가로줄에서 엇갈리기 때문에, 하부 가로줄에서 각 블록(50)의 상부면(52)의 일부(80)는 하부 가로줄에서 각 블록(50)의 정면(60)과 인접한 상부 가로줄에서 각 블록의 정면(60) 사이에 볼 수 있다. 본원에 개시한 처리 없이, 전체 부분(80)은 각 가로줄 사이에 암붕의 외관을 창조하는 규칙적이고 편평하다. 그러나, 릿지(42)의 동작의 결과로서, 시각부(80)의 절단되고 처리 부분(74)은 불규칙하고 비평탄하므로, 암붕의 외관을 최소화하고 벽(100)과 블록(50)이 외관상 보다 자연스럽게 보이도록 형성한다.
도 7을 참조로, 상부 분할 어셈블리(12)의 맞물림 면(30a, 30b)이 패드 또는 타일(44)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 패드(44)는 하부 분할 어셈블리(10)에 사용된 패드와 동일한 것이 바람직하므로, 맞물림 면(30a, 30b)은 교대하는 릿지와 밸리 또는 홈의 형태로 다수의 피크를 갖는다. 그러나, 맞물림 면(30a, 30b) 위의 표면 변형은 맞물림 면(22a, 22b)에 제공된 표면 변형과 상이할 수 있다. 하부 분할 어셈블리(10) 위의 피크 뿐만 아니라, 상부 분할 어셈블리(12) 위의 피크의 이용은, 상부에서 하부로 블록의 정면을 둥글게 돕는다. 또한, 정면은 보다 균일하게 보이도록 한다.
도 7의 상하부 분할 어셈블리를 이용하여 부재를 분할한 결과의 블록(50')은 도 8 및 도 9에 도시되어 있다. 상부 분할 어셈블리(12) 위의 피크에 의해, 하부 엣지(72)에 인접한 블록 하부면(54)의 일부(76)가 절단되고 거칠게 되며, 또한 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 하부 엣지(72)는 약간 둥글게 된다. 복수의 블록(50')으로 구성된 벽(100')은 도 10에 도시되어 있다.
블록(50) 또는 블록(50')에서, 정면(60)은 얼룩덜룩하거나 얼룩지게 할 수 있으며, 현재 출원중의 미국 특허출원 제09/884,795호에 개시된 바와 같이, 둥근 단면(64, 66) 및 측면(56)의 적어도 일부가 약간 무늬 결을 이룰 수 있다. 바람직하게는, 측면(56)의 전체 길이는 약간 무늬결을 이루고 있다.
정면 위의 불규칙한 엣지와 절단되고 거친 상부면 부분만이 블록에 제공된 것이 만족할 때의 실시예일 수 있다. 따라서, 본원에 개시한 분할 어셈블리의 하나를 이용하여 작업부재가 분할될 수 있는 것이 본 발명의 범위 내에서 고려된다. 또, 분할 어셈블리는 분할선의 일측에만 맞물림 면 향상을 가질 수 있으며, 분할선의 일측에만 놓여지는 돌기부를 갖는다. 또한, 분할 어셈블리는 돌기부를 이용하지 않고 맞물림 면 향상을 이용할 수 있다.
또한 부재가 단일 블록과 하나 이상의 폐기 파편으로 분할될 수 있다는 것이 본 발명의 범위 내에서 고려된다. 이 경우, 상하부 분할 어셈블리 위에 맞물림 면 향상과 돌기부(사용될 경우)는 각 분할 어셈블리에 대한 분할선의 동일 측면에 놓여질 수 있다.
게다가, 분할 어셈블리는 블레이드(18, 26) 없이 사용될 수 있는 것이 본 발명의 범위 내에서 고려된다.
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Claims (57)

  1. 블록 분할기계용 분할 어셈블리(10, 12)에 있어서,
    분할선(SL)을 형성하고, 불규칙한 정면(60)이 마련된 적어도 하나의 블록(50)을 형성하기 위해 분할선에 정렬된 블록 분할기계에 배치된 작업부재(14)를 분할하도록 구성된 블록 스플리터(18, 26)를 구비하고,
    적어도 분할선의 일측에 인접하는 다수의 피크(42)가 분할 동작 중에 작업부재의 표면에 맞물리며, 상기 다수의 피크는 형성될 블록의 정면의 길이를 따라 상기 분할선에 평행한 거리 상에서 연장하는 다수의 피크와, 상기 분할선에서 먼 거리 상에서 연장하는 다수의 피크를 포함하고, 상기 분할선으로부터 더 먼 피크의 선단은 분할 동작 이전에 분할 어셈블리(10, 12)가 그 정지위치에 있을 때 작업부재로부터 더 멀리 있고,
    상기 다수의 피크는, 분할 동작 중에 상기 적어도 하나의 블록의 정면의 길이를 따라 정면(60)과 작업부재 표면의 교차부에서 블록(50)의 엣지(70)를 둥글게 하고 작업부재 표면을 깎아 거칠게 하기 위해서 블록 스플리터의 동작 중에 작업부재의 표면에 맞물리는 것을 특징으로 하는 분할 어셈블리.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 다수의 피크는 교대하는 릿지(ridge)(42)와 밸리(valley)의 형태인, 분할 어셈블리.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 릿지는 날카로운 선단을 갖는, 분할 어셈블리.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 릿지와 밸리는 분할선에 대체로 평행한, 분할 어셈블리.
  5. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 릿지(42)와 밸리는, 발생하는 블록(50)의 정면(60)의 적어도 전체 길이를 연장하는, 분할 어셈블리.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 블록 스플리터는 분할 블레이드(18, 26)를 구비하는, 분할 어셈블리.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 블레이드(18, 26)는 직선 분할선을 형성하는 직선 분할 엣지(20, 28)를 갖는, 분할 어셈블리.
  8. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분할 어셈블리는 분할선의 각 측에 다수의 피크(42)를 구비하는, 분할 어셈블리.
  9. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피크는 수평에 대해 예각인 평면에 대체로 놓이는 선단을 갖는, 분할 어셈블리.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 예각이 0도 내지 30도 사이인, 분할 어셈블리.
  11. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작업부재 표면이 작업부재(14)의 바닥면인, 분할 어셈블리.
  12. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    다수의 피크를 포함하는 분할선의 측에 인접하고, 발생하는 블록의 상부 또는 바닥 정면 코너에 대응하는 작업부재의 부분으로부터 재료를 파쇄하기 위해 작업부재에 대해 상대적으로 배치된 복수의 작업부재 맞물림 돌기부(32, 34, 36)를 더 구비하는 분할 어셈블리.
  13. 불규칙한 정면(60)과, 정면에 인접한 깎여서 거칠게 된 상부면 부분(74)과, 블록의 상부면(52)과 정면(60)의 교차부에 둥근 엣지(70)를 갖는 콘크리트 블록(50) 제조 방법으로서,
    블록 스플리터(18)를 포함하는 제1 분할 어셈블리(10)를 제공하는 단계와,
    제1 분할 어셈블리에 의해 작업부재가 분할될 수 있도록 제1 분할 어셈블리(10)에 대해 상대적으로 콘크리트 작업부재(14)를 위치시키는 단계와,
    분할 어셈블리(10)를 이용하여 작업부재를 적어도 두 조각으로 분할하는 단계를 포함하고,
    제1 분할 어셈블리는, 분할선(SL)을 따라 분할될 콘크리트 작업부재(14)의, 상부면 부분에 대응하는, 표면에 맞물리도록 배치된 블록 스플리터에 인접한 다수의 피크(42)를 가지고,
    상기 피크는, 형성될 블록의 정면의 길이를 따라 분할선에 대체로 평행한 거리 상에서 연장하고, 분할선으로부터 먼 거리를 연장하여, 블록의 상부면(52)과 정면(60)의 교차부에서 블록의 엣지(70)를 둥글게 하고 상부면 부분(74)을 깎아 거칠게 하기 위해 분할 작업 중에 분할선으로부터 멀리 연장하는 거리 상에서, 그리고 블록 정면의 길이를 따라 분할선에 대체로 평행한 거리 상에서 인접한 작업부재 표면에 피크(42)가 맞물리도록 되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 블록 제조 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    제1 분할 어셈블리(10)에 대향하고 이것과 함께 작업부재(14)를 분할하도록 동작하는 제2 분할 어셈블리(12)를 제공하는 단계를 더 포함하는 콘크리트 블록 제조 방법.
  15. 청구항 13 또는 청구항 14에 있어서,
    제1 분할 어셈블리(10)는 다수의 피크(42)와 동일한 분할선 측에 배치된 복수의 작업부재 맞물림 돌기부(32, 36)를 포함하는, 콘크리트 블록 제조 방법.
  16. 청구항 13 또는 청구항 14에 있어서,
    상기 피크는, 수평에 대해 0°와 30°사이의 예각인 평면에 대체로 놓이는 선단을 갖는, 콘크리트 블록 제조 방법.
  17. 청구항 13 또는 청구항 14에 있어서,
    상기 블록 스플리터는, 직선 분할선을 형성하는 직선 분할 엣지(20)를 가진 블레이드(18)를 구비하는, 콘크리트 블록 제조 방법.
  18. 분할 동작 중에 작업부재와 맞물리는, 적어도 블록 스플리터의 일측에 인접한 다수의 피크(42)와, 분할선(SL)을 따라 작업부재를 분할하여 불규칙한 정면(60)이 마련된 적어도 하나의 블록(50)을 형성하는 블록 스플리터(18)를 가진 블록 분할기계 내의 적어도 하나의 분할 어셈블리(10)에 의해, 성형된 콘크리트 작업부재(14)에 수행된 분할 동작으로부터 발생하는 콘크리트 블록(50)으로서,
    이 석조 건축 블록은,
    상부면(52), 바닥면(54), 상부면과 바닥면 사이를 연장하는 정면(60), 정면(60)의 상부 엣지(70)와 하부 엣지(72), 상부면과 바닥면 사이를 연장하는 후면(62), 및 정면과 후면 사이의 측면(56)을 포함하는 블록 본체; 블록과 일체로 형성되어, 후면에 인접한 바닥면(54)에 배치된 경계 설정 돌기부(locator protrusion)(68)를 구비하고, 콘크리트 블록은,
    정면(60)과 적어도 상부 엣지(70)가 불규칙하고, 상부 엣지(70)와 정면에 인접한 상부면(52)의 부분(74)은 깎여서 거칠게 되며, 상부 엣지(70)는 블록의 정면의 길이를 따라 둥글게 되며, 깎여서 거칠게 된 상부면 부분(74)과 둥근 상부 엣지(70)는 분할 동작 중에 작업부재(14)와 맞물리는 다수의 피크(42)로부터 발생하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 블록.
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