KR101858523B1 - 덩어리진 또는 세라믹 재료의 슬라브 또는 블럭 또는 물품을 진공 진동 압착하기 위한 프레스 - Google Patents

Abstract

덩어리진 또는 세라믹 재료의 슬라브 또는 블럭 또는 물품을 진공 진동 압착하기 위한 프레스(10)는 누름면(52)을 갖는 램을 포함하고, 이 램에는 진동 운동을 발생시키는 수단(100, 200)이 제공되어 있으며, 이 수단은 제 1 및 2 세트의 진동 장치(111)를 포함하고, 각 진동 장치에는 편심체를 갖는 적어도 하나의 회전축이 제공되어 있다. 일 세트의 진동 장치(111)의 축들은 다른 세트의 진동 장치의 축들과는 반대 방향으로 회전한다. 각 세트는 동기적인 회전을 위해 운동학적 연결 수단(241, 242, ... 250, 261, 262, ... 270)에 의해 서로 연결되는 비동축선 축을 갖는 적어도 두개의 진동 장치를 포함한다.

Description

덩어리진 또는 세라믹 재료의 슬라브 또는 블럭 또는 물품을 진공 진동 압착하기 위한 프레스{PRESS FOR VACUUM VIBRO-COMPRESSION OF SLABS OR BLOCKS OR ARTICLES OF AGGLOMERATED OR CERAMIC MATERILA}

본 발명은 덩어리진 또는 세라믹 재료의 슬라브 또는 블럭 또는 물품을 진공 진동 압착하여 압축하기 위한 프레스에 관한 것이다.

덩어러진 또는 세라믹 재료의 슬라브 또는 블럭을 제조하기 위해, 상기 재료의 혼합물을 진동 압착하여 압축하기 위한 프레스를 사용하는 것이 알려져 있다.

본 설명의 나머지 부분에서는 슬라브의 진동 압착을 특별히 참조할 것인데, 하지만 이는 제한적인 의미로 이해되어서는 아니 된다.

이들 프레스의 특별한 구성은 혼합물로 채워지는 트레이 또는 주형이 배치되는 지지면, 외부 벨 부재로 이루어진 수직 가동 구조체 및 누름 램(ram)을 포함하며, 이 누름 램은 상기 벨 부재의 내부에서, 그 램이 압착 대상 혼합물로부터 분리되어 있는 상승 휴지 위치와 램이 진동 압착을 하기 위해 혼합물의 상부 표면과 접촉할 때까지 하강되는 작동 위치 사이에서 수직 방향으로 슬라이딩할 수 있으며, 상기 혼합물의 상부 표면에는 시트가 접할 수 있다.

진공 진동 압착 환경(이하 "시일링된 챔버"라고 함)은, 주변에서는 프레스의 지지면에 놓이는 벨 부재로, 아래쪽에서는 지지면 그 자체로 또한 위쪽에서는 상기 램으로 형성된다. 상기 시일링된 챔버는 상기 챔버 자체 내부에서 진공을 형성할 수 있는 공기 빼기 및 진공 발생 수단에 연결된다. 진동 압착 운동을 발생시키기 위한 일련의 진동 장치가 프레스 램 위에 배치된다.

혼합물을 포함하는 트레이 또는 주형이 프레스의 지지면 상으로 전달된 후에, 벨 부재가 하강하여 상기 시일링된 챔버를 형성하게 되며, 그런 다음에 그 챔버 자체에 대한 탈기가 이루어지고 동시에 램이 압착 대상 재료와 접촉할 때까지 하강하게 된다. 이때, 상기 진동 장치가 작동하여 진동 운동을 램에 부여하고 동시에 그 램은 재료를 힘으로 가압한다. 상기 챔버 내의 공기를 흡인하는 진공 발생 수단이 혼합물에 대한 탈기를 수행하게 되며, 그런 다음, 램에 의해 가해지는 압축력 및 동력화된 진동기에 의해 램에 부여되는 진동으로 층을 압착하기 위해 진공 진동 압착이 수행된다.

종래 기술에 따르면, 압착 작용의 결과에 해를 주고 또한 프레스 구조물에 비정상적인 기계적 응력을 생기게만 하는 수평 방향 성분이 없는 순수한 수직 방향(일방향성) 진동을 램에 부여하기 위해, 편심체를 갖는 회전 축을 갖는 두 진동기 세트를 사용하는데, 이때 일 세트의 진동기는 다른 세트의 진동기에 대해 역방향으로 회전하게 된다. 특히, 각 세트에서는 단일의 진동 장치가 사용되며, 이 진동 장치는 보통 동축선으로 일렬 배치되는 하나 이상의 회전축 진동기로 형성된다. 따라서, 각 열의 진동기는 얻어질 여기(exciting) 진동력 및 압착 대상 혼합물의 표면의 크기에 따라 편심체를 갖는 하나 이상의 회전축을 포함한다. 이 회전축은 보통 전기 모터 또는 유압 모터로 작동된다.

단일 열의 진동기의 최대 균일성과 효율을 보장하기 위해, 그 진동기들은 동축선으로 서로 연결되는데, 그러므로, 동일 열의 진동기들은 모두 같은 회전 방향으로 회전하지만, 일 열의 진동기의 회전 방향은 다른 열의 회전 방향과는 반대로 되며, 그래서 두 열의 진동기는 서로에 대해 역방향으로 회전하게 된다.

각 진동기에는 하나 이상의 편심체가 제공되어 있으며 각 진동기 열에서 이들 편심체는 동일한 각도 위치에 배치된다. 더욱이, 진동기가 작동되면, 상기 편심체는 최소 에너지 원리에 의해, 자동적으로 반대 위상으로 있게 되는데, 즉 일 열에 있는 진동기의 편심체는 다른 열에 있는 진동기의 편심체에 대해 180°로 각도 오프셋되어 배치되며, 그래서 합력의 수평 방향 성분은 제로가 된다. 그러므로, 두 열의 진동 축의 역방향 회전을 동기화시키기 위한 기계 장치를 사용하는 것은 보통 필요 없다.

이러한 유형의 구성은, 각 진동 장치의 길이, 즉 두 열의 각 열에 대한 진동기의 수를 증가시킴으로써 어떤 길이의 슬라브 또는 블럭 또는 물품에 대해서도 최적으로 사용될 수 있음이 분명하다. 폭을 증가시키는 과제를 해결하는 것은 그리 간단하지가 않다.

재료의 정확한 압착을 얻기 위해, 진동면은 그의 진동 압착 운동 중에 바람직하게는 순수하게 병진 이동하는 수직 방향 운동을 해야 하며 또한 두개의 횡방향 및 길이방향 수직 면에서 휘어지고 변형됨이 없이 강성적으로 움직여야 한다.

슬라브의 길이에 변화가 있을 때 위에서 언급한 바와 같이 각 열에 대해 진동기의 수를 증가시킬 수 있고 그래서 균일한 힘 분포를 유지할 수 있으므로 상기 램의 편평한 배치를 진동 장치의 축선 방향에 평행한 램의 연장 방향(예컨대, 물품의 길이 방향)으로 쉽게 유지할 수 있다면, 이는 예컨대 물품의 폭 증가가 있을 때 횡방향으로는 일어나지 않는다.

사실, 이 두번째의 경우에, 진동 장치는 서로에서 멀어지게 움직일 수 있지만, 두 진동기 열 사이의 축간 거리가 증가하면 램에 가해지는 힘의 축간 거리도 증가하게 되고 그래서 그 램은 점점 덜 균일한 힘을 받게 되며 이러한 힘은 횡 수직 방향으로 램을 변형시키는 경향이 있다. 이는 압착에 나쁜 영향을 주게 되며 또한 상기 편평한 배치를 해칠 수 있으며 그래서 이 편평한 배치는 더 이상 보장되지 않게 된다.

더욱이, 더 큰 폭을 갖고 그래서 더 무거운 중량을 갖는 램의 진동을 일으키는데 필요한 진동력 때문에, 각 축에 있는 회전체의 크기를 증대시킬 필요가 있는데, 하지만 이는 베어링에 작용하는 하중에 적용될 수 있는 한도와 상충된다.

예컨대, 도 1 은 두개의 진동기 열(310, 320)이 제공되어 있는 종래 기술에 따른 프레스의 램(350)의 횡단면도를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 2 는 수정된, 즉 더 큰 폭의 물품을 압착할 수 있도록 넓어진 램을 갖는 종래 기술의 프레스의 램(450)의 횡단면도를 개략적으로 나타낸 것이다. 앞의 예에서 처럼, 램(450)에는 두개의 진동기 열(410, 420)이 제공되어 있다.

도면에서 분명히 알 수 있는 바와 같이, 단지 두개의 진동기 열만 제한된 진동력 공급원을 형성할 수 있다. 또한, 슬라브를 압착하는데 요구되는 회전 속도와 관련한 베어링의 구성에 대한 기존의 한계를 생각하면, 진동을 발생시키는 편심체의 크기를 증가시키는 것은 가능하지 않다. 더욱이, 램의 길이를 따른 진동력 작용의 균일성이 부족하다라는 것도 분명하다.

그러므로, 현재 구성의 진동기로 허용되는 최대 폭 보다 더 큰 폭을 갖는 물품을 압착하는 것이 필요할 때는, 예정된 결과를 얻기 위해서는 상기 진동기의 구성을 다르게 해야 한다.

그러나, 정확한 압착의 과제를 해결하기 위해 당업자는 힘 및 진동의 균일성을 증가시키기 위해 서로의 옆에 배치되는 진동 장치의 수를 증가시키는 것이 가능하다라고는 생각하지 않는다. 사실, 이러한 프레스에서 세트의 열(또는 진동 장치)의 수가 증가하면, 반대로, 부여되는 진동 운동이 실제로 제로까지 감소하게 된다. 사실, 최소 에너지 원리 때문에, 더 많은 수의 열에 있는 편심체는 그 열들에 의해 발생되는 이들 진동 운동이 스스로 상쇄적이고 또한 결과적인 진동 운동이 실제적으로 제로가 되도록 배치되는 경향이 있다.

그러므로, 본 발명의 목적은, 덩어리진 또는 세라믹 재료의 슬라브 또는 블럭 또는 물품을 진공 진동 압착하여 진동 압축하기 위한 프레스로서, 상당한 폭을 가질 수 있고, 프레스 램에 만족스러운 방식으로 균일하게 분포되는 개선된 그리고 만족스러운 진동 효과를 얻을 수 있는 상기 프레스를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 덩어리진 또는 세라믹 재료의 슬라브 또는 블럭 또는 물품을 진공 진동 압착하기 위한 프레스로서, 누름면을 갖는 램을 포함하고, 이 램에는 진동 운동을 발생시키는 수단이 제공되어 있으며, 이 수단은 제 1 및 2 세트의 진동 장치를 포함하고, 각 진동 장치에는 편심체를 갖는 적어도 하나의 회전축이 제공되어 있으며, 일 세트의 진동 장치의 축들은 다른 세트의 진동 장치의 축들과는 반대 방향으로 회전하는 상기 프레스에 있어서, 상기 각 세트는 동기적인 회전을 위해 운동학적 연결 수단에 의해 서로 연결되는 비동축선 축을 갖는 적어도 두개의 진동 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스로 달성된다.

유리하게는, 각 세트에 있는 상기 진동 장치들은 평행한 인접 축들을 갖는다. 상기 각 세트의 진동 장치는 축을 따라 서로 떨어져 배치되는 복수의 편심체를 포함할 수 있다. 상기 축의 회전을 위한 모터가 각 편심체 또는 유리하게는 편심체 쌍들과 관련될 수 있으며, 상기 운동학적 연결 수단은 축의 길이를 따른 여러 지점에서 축들을 운동학적으로 연결할 수 있다.

특히, 유리하게 상기 각 축을 동축선으로 서로 연결된 세그먼트로 분할하여 그 축을 따라 일렬의 동축선 진동 단(stage)을 형성할 수 있으며, 회전 모터의 축을 형성하는 각 세그먼트는 상기 복수의 편심체들의 각 편심체 또는 한쌍의 편심체와 관련되어 있다.

이들 모든 구성으로 고 모듈성의 시스템을 형성할 수 있다.

더욱이, 작동 중에, 위에서 언급한 최소 에너지 원리 때문에, 제 1 세트의 진동기의 편심체는, 누름면에 수직인 방향으로 진동 효과가 함께 합해지고 누름면에 평행한 방향으로는 진동 효과가 실질적으로 상쇄되도록 제 2 세트의 진동기의 편심체에 대해 각도 오프셋되어 배치된다.

따라서, 본 발명에 따른 진동 시스템으로, 제 1 세트의 진동기로 발생되는 진동 운동의 수직 방향 성분은 제 2 세트의 진동기로 발생되는 진동 운동의 수직 방향 성분에 합해지고, 반면 제 1 세트의 수평 방향 성분은 제 2 세트의 수평 방향 성분과 반대가 되어 서로 상쇄된다.

그러므로, 결과적인 진동 운동이 모든 진동기로 발생되는 진동 운동의 합이되는 두 세트로 동등하게 분할되는 예컨대 4열 또는 심지어 그 이상의 진동기를 가짐으로써, 상당한 폭을 갖는 램을 제공할 수 있고 그러면서 진동 압착 동안에 그 램의 편평한 배치를 보장할 수 있다. 그러므로, 지금까지 제조된 물품의 폭 보다 더 큰 폭을 갖는 물품을 최적의 방식으로 압착할 수 있다.

본 발명의 이들 및 다른 유리한 점들은 다음의 첨부 도면을 참조하여 단지 비제한적인 예로 제공된 이하의 상세한 설명으로부터 명확히 알 수 있을 것이다.

도 1 은 두 열의 진동기가 제공되어 있는 종래 기술에 따른 프레스의 램의 횡단면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2 는 수정된, 즉 더 큰 폭의 물품을 압착할 수 있도록 넓어진 램을 갖는 종래 기술의 프레스의 램의 횡단면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3 은 휴지 상태에 있는 것으로 나타나 있는 본 발명에 따른 프레스의 횡단면도를 나타내는 것으로, 여기서 램과 벨 부재 모두가 상승 위치에 있는 것으로 나타나 있다.
도 4 는 도 3 과 유사한 도로, 프레스는 램이 상승되어 있고 벨 부재는 하강되어 있는 중간 작동 위치에 있는 것으로 나타나 있다.
도 5 는 도 3 과 유사한 도로, 프레스는 램과 벨 부재 둘다가 하강되어 있는 작동 위치에 있는 것으로 나타나 있다.
도 6 은 도 3 에 따른 프레스의 램의 상면도이다.
도 7 은 도 3 에 따른 프레스의 진동 수단의 부분 사시도이다.
도 8 은 도 3 에 따른 프레스의 램과 벨 부재의 사시도이다.
도 9, 10, 11, 12 및 13 은 진동기의 개략적인 횡단면도로, 편심체가 그의 규칙적인 작동 중에 취하게 되는 위치가 나타나 있다.

도 3, 4 및 5 에서, 참조 번호 "10"은 덩어리진 또는 세라믹 재료의 슬라브를 진공 진동 압착하여 진동 압축하기 위한 프레스 전체를 나타낸다.

상기 프레스(10)는 지지면(14)이 고정되어 있는 기부(12)를 포함하며, 그 지지면 상에는 주형 또는 트레이(20)가 고정되며, 이 주형 또는 트레이는 덩어리진 또는 세라믹 재료의 혼합물로 채워지며, 이 혼합물에는 상부 시트(24)가 접하게 된다.

프레스(10)는 또한 상기 지지면(14)에 고정되는 유압 실린더(30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37)(도 6 에서 적어도 부분적으로 볼 수 있음)를 포함하며, 각 실린더 내부에서는 각각의 로드가 슬라이딩하며, 그 로드의 자유 상단부는 램(50)에 체결되어 있다. 도면에는 실린더(30, 34)의 로드(40, 44) 및 관련된 자유 상단부(40a, 44a)만 나타나 있다.

상기 램(50)은 주변 리브(54)와 일련의 내부 리브(56)로 이루어진 고강성의 그물형 구조를 포함하며, 그 주변 리브와 내부 리브는 바닥에서 누름면(52)에 연결되어 있다.

4개의 브라켓(58a, 58b, 58c, 58d)이 옆에서 상기 주변 리브(54)에 연결되어 있고, 이들 브라켓에는 실린더(30, 31), 실린더(32, 33), 실린더(34, 35) 및 실린더(36, 37)의 로드의 자유 단부가 각각 고정되어 있다.

상기 프레스(10)는 유리하게도 수직 가동 벨 부재(60)를 포함하는데, 이 벨 부재는 주변 측벽(60A)과 덮개(60B)를 포함하며, 그 벨 부재의 내부에서 상기 누름면(52)이 슬라이딩한다. 진공을 위한 일련의 동적 시일이 누름면(52)과 벨 부재(60)의 주변 측벽(60A) 사이에 제공되어 있는데, 이러한 동적 시일은 당업자라면 쉽게 알 수 있는 것이고 따라서 도면에는 나타내지 않았다.

도 4 및 5 에서 보는 바와 같이, 상기 벨 부재(60)가 지지면(14) 상에 놓이면, 시일링된 챔버(62)가 벨 부재(60)의 주변 측벽, 지지면(14) 및 누름면(52) 사이에 형성된다. 바닥 챔버(62)는 진공 발생 설비와 같은 공지된 진공 발생 수단(그 자체 알려져 있는 것이고 그래서 도면에는 나타내지 않았음)에 연결되는데, 이 진공 발생 수단은 그 챔버 안에 들어 있는 공기를 빼내어 압착 대상 혼합물(22)을 탈기할 수 있다.

상기 램(50)의 주변 리브(54) 역시 덮개(60B)의 내부에서 기밀하게 수직 방향으로 자유롭게 슬라이딩할 수 있다.

상기 누름면(52)과 벨 부재(60)의 주변 측벽(60A) 및 덮개(60B) 사이에는 시일링된 상부 챔버(72)가 형성된다. 이 상부 챔버(72)는 그 내부에 과압이 발생되도록 압축 가스 설비(그 자체 알려져 있는 것이고 그래서 도면에는 나타내지 않았음)에 연결되는데, 그 과압의 기능에 대해서는 아래에서 설명할 것이다.

더욱이, 도 3 및 4 에서 보는 바와 같이, 상기 램(50)이 상승되면, 벨 부재(60)의 덮개(60B)는 주변 리브(54)에 형성되어 있는 주변 어깨부(76) 상에 놓이도록 되어 있다.

도 8 에서 보는 바와 같이, 벨 부재(60)의 덮개(60B)에는 4개의 구멍이 형성되어 있는데, 바닥 단부에서 프레임(12)에 고정되어 있는 4개의 원통형 기둥(80, 81, 82, 83)이 상기 구멍 내부에서 자유롭게 슬라이딩하여 벨 부재(60)의 상승 및 하강 운동을 안내할 수 있다.

도 3 에 나타나 있는 바와 같이, 상기 실린더(30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37)의 로드가 완전 상승 위치에 있을 때 램(50)은 상승되고 그래서 누름면(52)이 지지면(14)에서 떨어지게 된다. 상기 주변 어깨부(76) 때문에, 램(50)은 또한 벨 부재(60)을 상승된 상태로 유지시킨다.

대신에, 도 4 에 나타나 있는 바와 같이, 각 실린더의 내부에 있는 로드를 후퇴시키면, 벨 부재(60)가 지지면과 접촉할 때가지 상기 램(50)과 벨 부재(60)는 지지면(14) 쪽으로 움직이게 된다. 이때, 실린더의 로드를 더 하강시키면, 누름면(52)이 주형(20)과 상부 시트(24) 사이에 들어 있는 혼합물을 압축할 수 있도록 그 상부 시트와 접촉할 때까지 램(50)이 하강된다 (도 5 참조).

도 6 에서 명확히 알 수 있는 바와 같이, 진동 장치의 제 1 세트(100)와 제 2 세트(200)는 누름면(52)의 위쪽에 배치된다. 이들 두 세트는 누름면에 수직인 중앙면에 대해 실질적으로 대칭이다.

각 세트의 진동 장치는 적어도 두개이며 또한 적절한 편심체(308, 310, 312)와 함께 회전하는 축(300, 302, 304, 306)을 각기 갖고 있으며, 상기 편심체들은 유리하게는 그 축의 길이를 따라 간격을 두고 배치된다. 일 세트의 진동 장치는 다른 세트의 진동 장치와는 반대 방향으로 회전하게 된다. 더욱이, 각 세트의 적어도 두개의 진동 장치는 동기적으로 회전하도록 운동학적으로 서로 연결된 축들을 갖는데, 이는 가능한 유리한 실시 형태에 대한 이하의 설명에서 명백히 알 수 있을 것이다.

나타나 있는 실시 형태에서, 상기 진동 장치들은 평행한 인접 축들을 갖고 있다. 회전체(308, 310, 312)는 유리하게 축의 길이를 따라 분산되어 있고, 운동학적으로 서로 연결된 상기 축들 사이의 연결 수단도 또한 유리하게 축의 길이를 따라 분산되어 있다. 각 편심체는 유리하게는 축의 회전을 위한 관련 모터(312, 318)(전기 또는 유압 모터)를 갖는다. 유리하게는, 각 축은 동축선으로 서로 연결된 세그먼트(각 세그먼트에는 적어도 하나의 편심체(312, 314) 및 모터(312)가 제공됨)들로 분할되어 있어, 실질적으로 서로 동일한 일렬의 진동 단(stage)(또는 간단히 진동기)이 상기 축을 따라 형성된다. 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 상기 편심체(312, 314)는 두개이며 동축선으로 서로 연결된 각각의 축 세그먼트의 단부들에 배치된다.

나타나 있는 실시 형태에서, 상기 제 1 세트(100)는 제 1 진동기 열(110) 및 제 2 진동기 열(120)을 포함하며, 그리고 제 2 세트(200)는 제 1 진동기 열(210) 및 제 2 진동기 열(220)을 포함한다.

본 실시예에서, 각 열은 5개의 진동기를 포함하는데, 제 1 열(110)은 예컨대 진동기(111, 112, 113, 114, 115)를 포함한다.

각 열의 진동기는 동축선이며 각 축(유리하게는 모터의 축임)이 커플링(230)에 의해 서로 강성적으로 연결되어 진동 장치의 축(300, 302, 304, 306)을 형성하게 된다.

상기 제 1 열(110)의 진동기의 축은 각각의 내측 치붙이 풀리와 물리는 치붙이 벨트(정확히는 10개의 치붙이 벨트(241, 242, ... 250))에 의해 제 2 열(210)의 진동기의 축에 기계적으로 연결되어 있고, 이는 도 7 에서 보다 명확히 알 수 있는데, 이 도에는 제 1 세트(100)에 있는 제 1 열(110) 및 제 2 열(120)의 진동기가 더욱더 상세히 나타나 있다.

유사하게, 제 2 세트(200)에 대해서도, 제 1 열(210)의 진동기의 축은 각각의 내측 치붙이 풀리와 물리는 10개의 치붙이 벨트(261, 262, ... 270))애 의해 제 2 열의 진동기의 축에 기계적으로 연결되어 있다.

각 세트의 진동 장치의 축(300, 302, 304, 306)을 운동학적으로 서로 연결하기 위한 상기 수단은 이렇게 해서 형성되는데, 이 수단은 유리하게는 축을 따라 분산되어 있어, 스트레스가 분산되고, 있을 수 있는 비틀림 토크가 감소되고 또한 유리하게도 상기 단(stage)이 모듈형으로 될 수 있게 된다. 연결 수단이 각 단의 두 단부에 배치됨으로써(도 6 에서 명확히 볼 수 있는 바와 같이) 각 단은 유리한 모듈형 유닛을 형성하게 되는데, 여러 개의 유닛을 서로의 옆에 추가하여 다른 크기의 프레스 램을 설계할 수 있도록 상기 모듈형 유닛을 가변적인 수로 쉽게 반복해 둘 수 있다.

도 5 에서 알 수 있는 바와 같이, 프레스의 작동 중에, 제 1 세트(100)의 진동기는 화살표(V1)로 나타나 있는 바와 같이 시계 방향으로 회전하고, 제 2 세트(200)의 진동기는 화살표(V2)로 나타나 있는 바와 같이 반시계 방향으로 회전하며 따라서 제 1 세트의 진동기에 대해 역방향으로 회전하게 된다. 그러나, 두 세트의 회전 방향은 반대로 될 수 있다.

언급한 바와 같이, 각 진동기에는 적어도 하나의 편심체(M)가 제공되며, 도 9, 10, 11, 12 및 13 에 개략적으로 나타나 있는 바와 같이, 각 세트의 진동기의 편심체는 동일한 각도 위치에 배치되어 있다.

작동 중에 제 1 세트(100)의 진동기의 편심체(M1)는 아래에 나타나 있는 바와 같이, 제 2 세트(200)의 진동기의 편심체(M2)에 대해 180°로 각도 오프셋되어, 즉 서로 반대의 각도 위치에 배치된다.

제 1 세트(100)의 편심체(M1)가 좌측에 배치되고 그래서 제 2 세트(200)의 편심체(M2)는 우측에 배치되는 도 9 에 나타나 나타나 있는 위치를 참조하면, 제 1 세트(100)의 편심체(M1)의 원심력(F1)은 좌측으로 향하고, 제 2 유닛(200)의 편심체(M2)의 원심력(F2)은 우측으로 향하게 되는데, 따라서 모든 진동기에 의해 발생되는 전체적인 원심력은 제로가 된다.

1/4 회전이 되면, 제 1 세트(100)의 진동기의 모든 축들이 시계 방향(방향 V1)으로 회전하고 제 2 세트(200)의 진동기의 모든 축들은 반시계 방향(방향 V2)으로 회전하는 것을 고려하면, 상기 편심체들은 도 10 에 나타나 있는 위치에 있게 되는데, 즉 편심체들은 모두 위쪽으로 향해 있어, 전체 원심력은 모든 진동기에 의해 발생되는 원심력의 합이 되고 위쪽으로 향한다.

1/4 회전이 더 되면, 도 11 에 나타나 있는 바와 같은 상태가 되는데, 여기서 제 1 세트(100)의 편심체(M1)는 우측으로 향하고 제 2 세트(200)의 편심체(M2)는 좌측으로 향하게 되어 결과적인 원심력은 제로가 된다.

1/4 회전이 또 더 되면, 편심체들은 도 12 에 나타나 있는 바와 같이 위치되며, 여기서 모든 편심체들은 아래쪽으로 향하게 되고 그래서 결과적인 원심력은 모든 진동기에 의해 발생되는 원심력의 합이고 아래쪽으로 향하게 된다.

끝으로, 1/4 회전이 또 더 되면, 도 9 에 나타나 있는 초기 상태로 복귀한다.

도 13 은 대신에 상기 편심체의 일반적인 중간 상태를 나타내는데, 여기서 원심력(F1, F2)은 수평 방향 성분(F1_X, F2_X)과 수직 방향 성분(F1_Y, F2_Y) 둘다를 갖게 되며, 이로 부터 알 수 있는 바와 같이, 수평 방향 성분(F1_X, F2_X)은 여전히 서로 상쇄되고 수직 방향 성분(F1_Y, F2_Y)은 서로 합해진다.

그러므로, 진동 장치는, 항상 수직 방향으로 향하고 또한 위쪽 방향의 최대값과 아래쪽 방향의 최대값 사이에서 규칙적으로 변하는 세기를 갖는 맥동성 힘을 발생시키는 것이 분명하다.

각 세트의 진동 장치의 축들을 연결하는 상기 치붙이 벨트로 이루어지는 운동학적 연결 때문에, 각 세트의 편심체는 항상 동일한 상대 위치를 유지하게 된다.

더욱이, 제 1 및 2 세트의 편심체들은 전술한 바와 같이 항상 180°의 위상 변위를 갖는데, 왜냐하면 그러한 위상 변위가 최소 에너지 위치(어떤 시스템이라도 도달하여 유지하는 경향이 있는 위치)이기 때문이다.

이제 상기 프레스(10)의 작동 원리를 설명한다.

램(50)이 상승되어 있고 혼합물(22)을 포함하는 주형(20)이 지지면(14) 상에 놓여 있는 도 3 에 나타나 있는 위치에서 시작하여, 실린더(30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37)의 로드가 하강하여 램(50)이 하강되며 또한 벨 부재(60)가 지지면(14)과 접촉하게 되고 그래서 도 4 에 나타나 있는 위치에 이르게 된다. 이때, 바닥 챔버(62)에 연결되어 있는 진공 설비가 작동하여 혼합물을 탈기시키고 또한 다음 단계(즉, 로드의 완전한 후퇴)에 유리하게 해주며, 따라서 누름면(52)은 혼합물에 접하는 상부 시트(24)와 접촉하게 된다(도 5 참조).

압축 공기 설비가 작동되어 상부 챔버(72) 내부의 압력을 증가시키고, 따라서 램(50) 또는 누름면(52)이 상기 상부 시트(24)를 적절히 누르게 된다.

진동기 세트(110, 120)는 이렇게 작동되며, 전술한 순서에 의해, 순수한 수직 방향의 진동 운동을 램(50)에 부여하게 된다.

이렇게 해서 혼합물(22)은 진공 환경에서 진동 압착되어, 균일하게 압축된 슬라브가 제조된다.

이어서, 바닥 챔버(62) 내부에 대기압이 회복된다. 이때, 실린더(30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37)의 로드를 상승시킬 수 있고, 이 로드는 램(50)을 상승시키고 이에 따라서 벨 부재(60)도 주변 어깨부(76)에 의해 상승된다.

그러므로, 본 발명에 따른 프레스에 따르면, 일정하고 만족스러운 진동 운동을 램(50)에 부여하는 맥동성 힘을 발생시킬 수 있으며, 또한 램이 상당한 폭을 갖는 경우에는, 그럼에도 불구하고, 개별 진동 장치에 의해 수직 방향으로 발생되는 힘들이 서로 상쇄되는 것(단지 부분적으로 상쇄되는 것도)을 방지하면서 그 힘들이 서로 합해지도록 하고 대신에 수평 방향 성분은 서로 상쇄되도록 보장할 수 있다.

마지막으로, 기능적으로 등가인 변형예나 수정예도 분명 본 발명의 범위에 속하는 것이다.

예컨대, 각 세트의 축들의 운동을 서로 연결하기 위한 벨트 구동기를 생각하는 대신에, 기어휠이나 체인과 같은 다른 기구도 생각할 수 있다.

또한, 제 1 세트의 진동 장치 열과 제 2 세트의 진동 장치 열 사이의 기계적 연결 수단으로서, 어떤 경우에도 두 세트의 진동기의 축들이 서로에 대해 역방향으로 회전할 수 있게 해주는 기계적 연결 수단(예컨대, 기어 등)을 생각할 수 있다.

또한, 각각의 세트에 대해, 서로 연결되는, 선택적으로는 나타나 있는 것 보다 더 많거나 적은 수의 진동기 열로 형성되는 3개 이상의 (두개 대신에) 진동기 장치도 생각할 수 있다. 진공 챔버를 형성하는 시스템은 나타나 있는 것과는 다를 수도 있는데, 이는 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다. 상기 프레스는 또한 특정 용도의 다른 공지된 장치도 포함할 수 있다. 또한, 각 축에 대해 편심체의 수와 비교하여 더 적은 수의 모터도 사용할 수 있다.

Claims (17)

1. 덩어리진 또는 세라믹 재료의 슬라브 또는 블럭 또는 물품을 진공 진동 압착하기 위한 프레스(10)로서, 누름면(52)을 갖는 램을 포함하고, 이 램에는 진동 운동을 발생시키는 수단(100, 200)이 제공되어 있으며, 이 수단은 제 1 및 2 세트의 진동 장치(111)를 포함하고, 각 진동 장치에는 편심체를 갖는 적어도 하나의 회전축이 제공되어 있으며, 일 세트의 진동 장치(111)의 축들은 다른 세트의 진동 장치의 축들과는 반대 방향으로 회전하는 상기 프레스에 있어서,
   상기 각 세트는 동기적인 회전을 위해 운동학적 연결 수단(241, 242, ... 250, 261, 262, ... 270)에 의해 서로 연결되는 비동축선 축을 갖는 적어도 두개의 진동 장치를 포함하며, 각 세트의 상기 진동 장치들은 평행한 인접 축들을 갖는 것을 특징으로 하는 프레스.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 각 세트의 진동 장치는 축을 따라 서로 떨어져 배치되는 복수의 편심체를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 각 축은 동축선으로 서로 연결된 세그먼트로 분할되어 있어, 축을 따라 일렬의 동축선 진동 단(stage)(111)이 형성되며, 회전 모터의 축을 형성하는 각 세그먼트는 상기 복수의 편심체들 중의 적어도 하나와 관련되어 있는 것을 특징으로 하는 프레스.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 각 축은 동축선으로 서로 연결된 세그먼트로 분할되어 있어, 축을 따라 일렬의 동축선 진동 단(111)이 형성되며, 회전 모터의 축을 형성하는 각 세그먼트는 상기 복수의 편심체들 중의 두 편심체와 관련되어 있고, 그 두 편심체는 동축선으로 서로 연결된 각 세그먼트의 단부들에 배치되는 것을 특징으로 하는 프레스.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 축을 회전시키기 위한 모터가 각 편심체와 관련되어 있는 것을 특징으로 하는 프레스.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 축을 회전시키기 위한 모터가 각 쌍의 편심체와 관련되어 있는 것을 특징으로 하는 프레스.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 운동학적 연결 수단은 축의 길이를 따른 여러 지점에서 축들을 운동학적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 프레스.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 운동학적 연결 수단은 진동 단 사이의 축들을 운동학적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 프레스.
9. 제 1 항에 있어서, 축들을 운동학적으로 연결하기 위한 상기 수단은 벨트 구동기(241, 242, ... 250, 251, 252, ... 260)을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스.
10. 제 1 항에 있어서, 축들을 운동학적으로 연결하기 위한 상기 수단은 서로 물리는 기어 휠을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스.
11. 제 1 항에 있어서, 축들을 운동학적으로 연결하기 위한 상기 수단은 체인 구동기를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 세트(100)와 제 2 세트(200)의 진동 장치(111)의 축들은, 두 세트의 진동 장치(111)의 축들이 서로에 대해 역방향으로 회전할 수 있게 해주는 기계적 연결 수단에 의해 강성적으로 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 프레스.
13. 제 2 항에 있어서, 각 세트(100, 200)의 진동 장치의 편심체는 각 축 주위에서 동일한 각도 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 프레스.
14. 제 1 항에 있어서, 제 1 세트(100)와 제 2 세트의 진동 장치의 편심체들은, 양 세트의 축의 회전으로 발생되는 힘 성분들의 누름면 평행 방향 합력이 실질적으로 제로가 되도록 각각의 축 주위에서 서로에 대해 오프셋되어 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 프레스.
15. 제 1 항에 있어서, 상기 램은 평면도에서 볼 때 직사각형이고, 상기 축들은 램의 일 측에 평행하게 연장되어 있고, 진동 장치는 그 측에 대해 횡방향으로 서로 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 프레스.
16. 제 1 항에 있어서, 압착 대상 슬라브 또는 블럭 또는 물품(22)을 위한 지지면(14) 및 외부 벨 부재(60)로 이루어진 수직 가동 구조체를 더 포함하며, 상기 램은 그 벨 부재의 내부에서, 누름면(52)이 압착 대상 슬라브 또는 블럭 또는 물품(22)으로부터 분리되어 있는 상승 휴지 위치와 램이 하강하여 압착 대상 슬라브 또는 블럭 또는 물품의 상부 표면과 접촉하게 되는 작동 위치 사이에서 수직 방향으로 슬라이딩할 수 있으며, 상기 벨 부재(60)가 지지면(14) 상에 놓이면, 벨 부재(60)와 지지면(14) 및 누름면(52)은 시일링된 챔버(62)를 형성하게 되며, 이 시일링된 챔버(62) 내부에서 진공을 생성하기 위해 진공 발생 수단이 그 시일링된 챔버에 연결되는 것을 특징으로 하는 프레스.
17. 제 16 항에 있어서, 상부 챔버(72)가 상기 램(50)의 위쪽에 형성되며, 이 챔버는 램(50) 및 벨 부재(60)에 의해 형성되며 또한 상기 램(50)을 아래쪽으로 밀기 위해 압축 공기원에 연결되는 것을 특징으로 하는 프레스.
    

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