KR102133834B1 - 자동 원심 주조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 원심 주조 장치에 관한 것으로서, 특히, 인덱스 모터에 의해 일정 각도씩 회전 구동되는 금형 테이블, 상기 금형 테이블의 중심에 대하여 동일 원주 상에 일정 간격마다 배치되어 플로팅 실을 원심력으로 제조할 수 있는 금형이 위치되는 복수개의 금형 베이스, 상기 복수개의 금형 베이스 중 일정 위치로 이동한 하나 이상의 금형 베이스를 회전 구동력으로 회전시키도록 설치된 적어도 하나 이상의 금형 구동부 및 상기 금형 테이블의 실 취출 위치에 구비되어 상기 금형에서 제조된 원심 주조된 실을 취출하여 이송하는 실취출/이송부를 포함하고, 상기 금형 구동부는, 상기 복수개의 금형 베이스 중 어느 하나에 클러치부를 통해 상기 회전 구동력을 전달하거나 차단시키도록 구성됨으로써, 제품의 신뢰성을 향상시키는 이점을 제공한다.

Description

자동 원심 주조 장치{AUTOMATIC CONTRIFUGAL MOLD CASTING APPARATUS}

본 발명은 자동 원심 주조 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 고속으로 회전되는 금형 베이스의 회전 작동 소음을 저감시키고, 복수개의 금형 베이스 중 선택적인 동작이 용이하도록 설계된 자동 원심 주조 장치에 관한 것이다.

일반적으로 무한궤도는 포크레인이나 불도저와 같이 농업용, 토목용 차량 등에 사용되며, 군사적으로는 전차, 장갑차 등에 사용되고 있다.

무한궤도차량에는 바퀴 역할을 하는 체인벨트가 회전하도록 지지하는 트랙 롤러가 구비된다. 이 트랙 롤러에는 회전 마찰을 감소시켜 마모를 줄일 수 있도록 내부에 윤활유가 충진되어 있는데, 이 윤활유가 외부로 누출되거나 외부에서 이물질이 유입되는 것을 방지하도록 플로팅 실(floating seal)이 장착된다.

상기 플로팅 실을 제조하는 방법은 용탕을 원심 주조 금형에 주입한 다음, 원심 주조 방식으로 원형링 형상의 실을 제작하고, 사상 공정, 연삭 공정, 래핑 공정을 거치면서 원형링 형상의 실을 정밀하게 가공하여 생산하게 된다.

그러나, 종래 플로팅 실을 제조하는 장치는 각 금형을 회전시키는 금형 베이스가 금형 테이블의 회전에 따라 특정 위치로 이동할 경우에 금형회전모터의 회전 구동력을 기구적으로 전달받아 회전하도록 구성되어 있다.

그 대표적인 예로써, 금형 테이블이 회전하여 이동을 멈춘 상태에서 상기 금형 베이스 밑에 있는 구동부와 상기 금형회전모터가 체인으로 연결되어 회전동력을 전달하는 체인 구동 방식을 들 수 있다.

그러나, 이와 같은 체인 구동 방식은, 상기 금형회전모터에서 상기 금형 베이스로의 동력 전달 구조가 복잡하고, 체인 연결 시간 동안 일정시간 멈춘 후 동력 전달이 이루어지므로 실을 제조하는 시간도 많이 소요되는 문제점이 있다.

또한, 다른 예로써, 금형 베이스의 하부에 제1 기어부를 구성하고 금형회전모터의 회전 축에 제2 기어부를 구성하여 금형 테이블의 회전에 의해 금형 베이스가 설정된 위치로 도달하면 제1 기어부 및 제2 기어부가 치합되어 회전 구동력이 전달되도록 하는 기어 구동 방식을 들 수 있다.

그러나, 이와 같은 기어 구동 방식도 문제라 할 것은, 제1 기어부와 제2 기어부가 이격되어 있다가 금형 테이블의 회전량에 따라 치합 및 분리가 이루어지는 과정이 용이하지 않아 이에 적합한 기어치 구조의 설계 변경이 요구되는 한편, 제1 기어부와 제2 기어부 사이의 고속 회전 구동력 전달 과정에서 큰 작동 소음이 발생하는 문제점이 있다.

한편, 종래 플로팅 실을 제조하는 장치에 사용되는 금형은 하형과 상형으로 구성되어 그 안에서 실이 형성되는데, 장시간 사용하게 되면 상형의 내부가 변형되어 상형 전체를 교체해 주어야 하므로 금형 교체 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 금형 구동부로부터 금형 베이스에 회전 구동력을 클러치 구동 타입으로 전달할 수 있는 자동 원심 주조 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 구동 마찰 플레이트와 종동 마찰 플레이트의 결합 및 분리가 용이한 자동 원심 주조 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

아울러, 본 발명은, 구동 마찰 플레이트 및 종동 마찰 플레이트를 각각 금형 구동부와 금형 베이스에 착탈 가능하게 구비함으로써 마모에 따른 교체 및 수리가 용이한 자동 원심 주조 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명에 따른 자동 원심 주조 장치의 일 실시예는, 인덱스 모터에 의해 일정 각도씩 회전 구동되는 금형 테이블, 상기 금형 테이블의 중심에 대하여 동일 원주 상에 일정 간격마다 배치되어 플로팅 실을 원심력으로 제조할 수 있는 금형이 위치되는 복수개의 금형 베이스, 상기 복수개의 금형 베이스 중 일정 위치로 이동한 하나 이상의 금형 베이스를 회전 구동력으로 회전시키도록 설치된 적어도 하나 이상의 금형 구동부 및 상기 금형 테이블의 실 취출 위치에 구비되어 상기 금형에서 제조된 원심 주조된 실을 취출하여 이송하는 실취출/이송부를 포함하고, 상기 금형 구동부는, 상기 복수개의 금형 베이스 중 어느 하나에 클러치부를 통해 상기 회전 구동력을 전달하거나 차단시킨다.

여기서, 상기 클러치부는, 상기 금형 테이블에 상하 수직축을 기준으로 회동 가능하게 결합된 상기 복수개의 금형 베이스의 하단부 외주면에 상하 방향으로 이격되게 형성된 다수의 종동 마찰 플레이트, 상기 금형 구동부의 회전 축과 연동하여 회전되는 회전 블록의 외주면에 상하 방향으로 이격되게 형성된 다수의 구동 마찰 플레이트 및 상기 회전 블록을 상하 방향으로 이동시키는 블록 이동부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 다수의 종동 마찰 플레이트 사이의 상하 이격 거리는 상기 다수의 구동 마찰 플레이트의 상하 두께보다 크게 형성될 수 있다.

또한, 상기 다수의 구동 마찰 플레이트 사이의 상하 이격 거리는 상기 다수의 종동 마찰 플레이트의 상하 두께보다 크게 형성될 수 있다.

또한, 상기 다수의 구동 마찰 플레이트 각각의 테두리 일부가 상기 다수의 종동 마찰 플레이트 각각의 사이에 오버랩되게 위치되되, 상측에 위치된 상기 다수의 구동 마찰 플레이트 하면에 대하여 제1 이격거리 및 하측에 위치된 상기 다수의 구동 마찰 플레이트 상면에 대하여 제2 이격거리 만큼 이격되게 배치된 경우, 상기 블록 이동부는, 상기 회전 블록을 적어도 상기 제1 이격거리 이상만큼 상향 이동시키도록 구비될 수 있다.

또한, 상기 블록 이동부는, 상기 회전 블록을 적어도 상기 제2 이격거리 이상만큼 하향 이동시키도록 구비될 수 있다.

또한, 상기 다수의 종동 마찰 플레이트는, 상기 복수개의 금형 베이스 각각에 대하여 탈착 가능하게 결합되고, 상기 금형 테이블에는, 상기 복수개의 금형 베이스 각각의 상기 다수의 종동 마찰 플레이트의 마모량을 감지하는 제1 마모 감지부가 구비될 수 있다.

또한, 상기 다수의 구동 마찰 플레이트는, 상기 회전 블록에 대하여 탈착 가능하게 결합되고, 상기 금형 구동부에는, 상기 다수의 구동 마찰 플레이트의 마모량을 감지하는 제2 마모 감지부가 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 자동 원심 주조 장치의 일 실시예에 따르면 다음과 같은 다양한 효과를 달성할 수 있다.

첫째, 금형 구동부로부터 금형 베이스에 회전 구동력을 클러치부를 통해 이루어짐으로써 동력 전달 구조의 결합 및 분리가 용이한 효과를 가진다.

둘째, 구동 마찰 플레이트 및 종동 마찰 플레이트를 각각 금형 구동부와 금형 베이스에 착탈 가능하게 구비함으로써 마모에 따른 교체 및 수리가 용이한 효과를 가진다.

셋째, 클러치부의 구성 중 구동 마찰 플레이트 및 종동 마찰 플레이트의 마모를 자동으로 감지하여 적절한 시기에 교체 및 수리가 가능하므로, 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 자동 원심 주조 장치가 포함된 실 자동 생산 시스템이 도시된 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 자동 원심 주조 장치가 도시된 정단면도이며,
도 3은 본 발명에 따른 자동 원심 주조 장치가 도시된 평면도 구성도이고,
도 4는 도 2의 "A" 부분의 확대도이며,
도 5는 도 2의 "B" 부분의 상세도이고,
도 6은 본 발명에 따른 자동 원심 주조 장치에 사용되는 금형이 도시된 단면도이며,
도 7은 도 4의 구성 중 금형 베이스와 금형 구동부가 이격된 상태를 나타낸 개념도이고,
도 8은 도 4의 구성 중 금형 베이스와 금형 구동부가 설정 위치에서 오버랩된 상태를 나타낸 개념도이며,
도 9는 도 4의 구성 중 클러치부에 의하여 금형 구동부로부터 금형 베이스에 회전 구동력이 전달되는 상태를 나타낸 개념도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예를 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비' 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동 원심 주조 장치가 포함된 플로팅 실을 제작하기 위한 자동 생산 시스템이 도시된 구성 도면이다.

본 발명의 자동 원심 주조 장치가 포함된 플로팅 실을 제작하기 위한 자동 생산 라인은, 도 1에 도시된 바와 같이, 용해로(1)로부터 플로팅 실을 형성하기 위한 용탕을 금형(4)에 일정량씩 공급하는 용탕주입장치(2)와, 금형 테이블(5) 위에서 회전하는 상기 금형(4)이 구비되어 원심 주조 방식으로 실을 형성하는 자동 원심 주조 장치(3)와, 상기 원심 주조 장치(3)에서 취출된 실의 중량을 측정하는 중량 측정장치(7)와, 상기 중량측정장치(7)에서 중량측정이 끝난 실의 내외경에 잔존하는 버(burr)를 제거하는 디버링 장치(9)와, 상기 원심 주조장치(3), 중량 측정장치(7), 디버링장치(9)의 순서대로 실을 이송하는 실 취출/이송장치(6)가 구성된다.

그리고, 상기 디버링 장치(9)에서 버 제거를 마친 실을 이송하는 컨베이어(12)와, 상기 컨베이어(12)를 통과하는 실을 공냉 방식으로 냉각시키기 위해 블로워가 구비된 실 냉각장치(13)와, 상기 컨베이어(12)를 통해 상기 실 냉각장치(13)를 통과한 상기 실의 내주면을 가공하는 사상 가공기(15)와, 상기 사상 가공기(15)와 나란히 위치되어 사상 가공된 실의 일면을 가공하는 연삭 가공기(17)와, 상기 연삭 가공기(17)에서 가공된 실을 정밀 가공하는 랩핑 가공기(20)와, 상기 연삭 가공부(17)와 랩핑 가공부(20) 사이에 위치되어 상기 연삭 가공된 실을 세척하기 위한 실 세척부(19)와, 상기 랩핑 가공기(20)에서 배출된 실을 배출하는 컨베이어(23)를 포함하여 구성된다.

상기와 같은 플로팅 실을 제작하기 위한 자동 생산 시스템에 구비되는 본 발명에 따른 자동 원심 주조 장치를 도 2 내지 도 7을 참조하여 설명한다.

도 2는 자동 원심 주조 장치가 도시된 정단면도이고, 도 3은 원심 주조 장치가 도시된 평면 구성도이며, 도 4는 도 2의 "A" 부분 상세도, 도 5는 도 2의 "B" 부분의 상세도, 도 6은 본 발명에 따른 자동 원심 주조 장치에 사용되는 금형이 도시된 단면도이다.

본 발명에 따른 자동 원심 주조 장치(3)는, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 전체를 지지하는 베이스(31)와, 상기 베이스(31)의 상측에 회전 가능하게 설치되는 금형 테이블(5)과, 상기 금형 테이블(5)을 일정 각도씩 회전 구동시키는 인덱스 모터(51)와, 상기 금형 테이블(5) 위에 플로팅 실을 제조할 수 있는 금형(4)이 위치되도록 일정 간격마다 배치되는 복수개의 금형 베이스(41)와, 상기 금형 테이블(5) 하측에 복수개 설치되어 상기 복수개 금형 베이스(41)를 회전 구동시키는 금형 구동부(45)와, 상기 복수개의 금형 베이스(41)가 상기 금형 구동부(45)가 설치된 위치로 회전되면 상기 금형 베이스(41)가 회전되도록 회전 구동력을 전달 및 차단하는 클러치부(100)와, 금형 테이블(5)에서 실을 취출하는 위치에 구비되어 상기 금형(4)에서 제조된 원심 주조된 실을 취출할 수 있도록 이루어진 실 취출/이송 장치(6)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 금형 테이블(5) 위에는 도 3에서와 같이 상기 금형 베이스(41)가 60도 간격으로 6개가 배치된다. 여기서 41A는 금형(4)이 회전하면서 용탕이 주입되는 위치이고, 41C는 금형(4)을 예열하고 상형(4A)을 냉각하는 위치이며, 41D는 실이 취출됨과 아울러 금형(4) 냉각 및 에어 클리닝이 이루어지는 위치이고, 41F는 상형(4A) 냉각 및 금형(4)에 아세틸렌 도포가 이루어지는 위치이다.

물론, 상기 각각의 위치에는 금형(4)을 예열 냉각하는 장치 및 에어 클리닝 및 아세틸렌 도포 기구 등이 설치될 수 있다.

상기 금형 베이스(41)는 도 4에 도시된 바와 같이 금형(4)의 하형(4B)이 결합되도록 구성되고, 상기 금형 구동부(45)로부터 회전력을 전달받는 기어(43)로부터 회전축(42)으로 연결되어 회전하도록 구성된다. 물론, 상기 회전축(42)의 둘레에는 상기 금형 테이블(5)에 설치되는 베어링에 의해 지지될 수 있다.

상기 금형 구동부(45)는 도 3에서와 같이 용탕 주입 위치(41A), 금형 예열 및 냉각 위치(41C), 아세틸렌 가스 도포 위치(41F)에 3개가 설치될 수 있다.

여기서, 본 발명에 따른 자동 원심 주조 장치는, 상술한 바와 같이, 상기 금형 구동부(45)와 상기 금형 베이스(41) 사이에 구비되어, 상기 금형 구동부(45)에 의하여 형성된 회전 구동력을 상기 금형 베이스(41)에 전달 및 차단하는 클러치부(100)를 더 포함할 수 있다.

상기 클러치부(100)에 대한 구체적인 구성 및 결합 구조에 관한 상세한 설명은 뒤에 상세하게 설명하기로 한다.

한편, 상기 실취출/이송부(6)는 도 5에 상세히 도시된 바와 같이 상기 금형(4)의 상형(4A)을 상하 이동시키는 상형 분리기구(61)와, 상기 하형(4B) 위에 원심 주조되어 형성된 실을 들어 올려 이동시키는 클램프 이송기구(65)로 구성될 수 있다.

상기 상형 분리기구(61)는 상기 상형(4A)을 잡아주는 클램프 기구(62)와, 상기 베이스(31)에 설치되어 상기 클램프 기구(62)를 상하 이동시키는 수직 이송기구(63)로 구성된다. 상기 수직 이송기구(63)는 유압 실린더(64)에 의해 상하로 작동되도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 클램프 이송기구(65)는 상기 하형(4B)에 위치된 실(S)을 잡아주는 클램프 기구(66)와, 상기 클램프 기구(66)가 설치되어 수직 및 수평 이동되면서 상기 중량 측정 장치(7)와 디버링 장치(9)로 연속하여 이송할 수 있도록 구성된 수평 이송기구(68)로 구성된다.

한편, 상기 금형(4)은 도 7에 도시된 바와 같이 상기 금형 베이스(41)의 상에 설치되어 고정되는 하형(4B)과, 상기 하형(4B)의 상측에 결합되는 상형(4A)과, 상기 상형(4A) 내측에 삽입되어 상기 하형(4B)과의 사이에서 원심 주조 실(S)이 형성되도록 하는 삽입형(4C)을 포함하여 구성된다.

상기 삽입형(4C)은 장시간 사용에 따라 실이 형성되는 부분이 변형되거나 마모될 경우에 쉽게 교체할 수 있도록 구성된다.

도 7은 도 4의 구성 중 금형 베이스와 금형 구동부가 이격된 상태를 나타낸 개념도, 도 8은 도 4의 구성 중 금형 베이스와 금형 구동부가 설정 위치에서 오버랩된 상태를 나타낸 개념도, 도 9는 도 4의 구성 중 클러치부(100)에 의하여 금형 구동부로부터 금형 베이스에 회전 구동력이 전달되는 상태를 나타낸 개념도이다.

상기 클러치부(100)는, 도 7 내지 도 9에 참조된 바와 같이, 상기 금형 테이블(5)에 상하 수직축을 기준으로 회동 가능하게 결합된 상기 복수개의 금형 베이스(41)의 하단부 외주면에 상하 방향으로 이격되게 형성된 다수의 종동 마찰 플레이트(120)와, 상기 금형 구동부(45)의 회전 축과 연동하여 회전되는 회전 블록(130)의 외주면에 상하 방향으로 이격되게 형성된 다수의 구동 마찰 플레이트(110)와, 상기 회전 블록(130)을 상하 방향으로 이동시키는 블록 이동부(140)를 포함할 수 있다.

상기 다수의 구동 마찰 플레이트(110)는, 상기 금형 구동부(45)의 상측에 구비된 회전 블록(130)에 대하여 견고하게 볼트와 같은 체결부재를 이용하여 고정될 수 있다. 따라서, 상기 다수의 구동 마찰 플레이트(110)의 마모 및 파손 등에 의한 교체 시 상기 체결부재의 체결 및 해제를 통해 간단한 교체 또는 수리가 가능할 수 있다.

아울러, 상기 다수의 종동 마찰 플레이트(120) 또한 상기 금형 베이스(41)의 하측, 특히, 상기 금형 테이블(5)의 하측에 위치하는 외주면에 볼트와 같은 체결부재를 이용하여 고정될 수 있고, 상기 체결부재의 체결 및 해제를 통한 교체 및 수리가 가능하도록 구비될 수 있다.

상기 블록 이동부(140)는, 상기 회전 블록(130)을 상하 방향으로 이동시킴으로써, 상기 다수의 구동 플레이트와 상기 다수의 종동 플레이트가 각각 대향면끼리 접촉 및 해제되도록 구비됨으로써, 상기 금형 구동부(45)에 의하여 생성된 회전 구동력을 전달하거나 차단하도록 하는 역할을 한다.

상기 블록 이동부(140)에 의한 상기 금형 구동부(45)로부터의 상기 금형 베이스(41)로의 회전 구동력 전달 및 차단 과정을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 7에 참조된 바와 같이, 상기 금형 테이블(5)의 소정각도 회전에 의하여 상기 금형 베이스(41)가 설정 위치에 도달하게 되면, 상기 금형 베이스(41)에 결합된 상기 다수의 종동 마찰 플레이트(120) 각각은 상기 설정 위치에 고정되어 있는 상기 금형 구동부(45)의 상기 회전 블록(130)에 결합된 상기 다수의 구동 마찰 플레이트(110) 사이로 외측단 일부가 오버랩되게 삽입될 수 있다.

여기서, 상기 복수개의 금형 베이스(41)는, 상기 금형 테이블(5)의 중심을 기준으로 동일 원주 상에 구비되고, 상기 금형 구동부(45)는 상기 금형 테이블(5)의 중심으로부터 상기 복수개의 금형 베이스(41)보다 더 가까운 내측에 위치될 수 있다.

특히, 상기 금형 구동부(45)에 형성된 다수의 구동 마찰 플레이트(110)와 상기 금형 베이스(41)에 결합된 다수의 종동 마찰 플레이트(120)가 상술한 바와 같이 외측단 일부가 상호 오버랩되도록 삽입되기 위해서는, 상기 다수의 구동 마찰 플레이트(110)의 회전 중심과 상기 다수의 종동 마찰 플레이트(120)의 회전 중심은 서로 소정거리 이격되어 있으면서 상기 다수의 구동 마찰 플레이트(110)의 외측단과 상기 다수의 종동 마찰 플레이트(120)의 외측단은 상호 겹쳐지는 크기로 각각의 외경이 설계되어야 할 것이다.

또한, 도 7에 참조된 바와 같이, 상기 다수의 종동 플레이트 각각이 고정된 상태의 상기 다수의 구동 마찰 플레이트(110) 사이로 상기 금형 테이블(5)의 회전 동작 동안 간섭 없이 삽입 배치되어야 하는 바, 상기 다수의 종동 마찰 플레이트(120) 사이의 상하 이격 거리(D2)는 상기 다수의 구동 마찰 플레이트(110)의 상하 두께(T1)보다 크게 형성되어야 할 것이다. 이는 반대로, 상기 다수의 구동 마찰 플레이트(110) 사이의 상하 이격 거리(D1)는 상기 다수의 종동 마찰 플레이트(120)의 상하 두께(T2)보다 크게 형성된 것을 의미할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 자동 원심 주조 장치의 일 실시예는, 종래의 체인 구동 방식에서 발생하였던 일정 시간의 대기 시간을 필요로 하지 않는 한편, 종래의 기어 구동 방식에서 발생하였던 기어간 치합 용이성을 위한 별도의 설계 변경을 요하지 않는다.

한편, 도 8에 참조된 바와 같이, 상기 다수의 구동 마찰 플레이트(110) 각각의 테두리 일부가 상기 다수의 종동 마찰 플레이트(120) 각각의 사이에 상호 오버랩되게 배치되면, 상기 다수의 종동 마찰 플레이트(120)는, 상측에 위치된 상기 다수의 구동 마찰 플레이트(110) 하면에 대하여 제1 이격거리(S1)만큼 이격되게 배치되고, 하측에 위치된 상기 다수의 구동 마찰 플레이트(110) 상면에 대하여 제2 이격거리(S2)만큼 이격되게 배치될 수 있다.

여기서, 상기 블록 이동부(140)는, 도 9에 참조된 바와 같이, 상기 금형 구동부(45)로부터 생성된 회전 구동력을 상기 금형 베이스(41)로 전달하도록 하기 위하여 상기 다수의 구동 마찰 플레이트(110)가 구비된 상기 회전 블록(130)을 적어도 상기 제1 이격거리(S1) 이상만큼 상향 이동시킬 수 있다.

본 발명에 따른 자동 원심 주조 장치의 일 실시예에서는, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 구동 마찰 플레이트(110)가 구비된 상기 회전 블록(130)을 상기 제1 이격거리(S1) 이상만큼 상향 이동시킴으로써 상기 회전 구동력이 전달되도록 하는 구성을 채택하고 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 블록 이동부(140)는, 상기 회전 블록(130)을 적어도 상기 제2 이격거리(S2) 이상만큼 하향 이동시키는 것도 가능하다.

이와 같이, 상기 다수의 구동 마찰 플레이트(110) 및 상기 다수의 종동 마찰 플레이트(120)가 상호 대향면이 접하면서 상기 회전 구동력이 상기 금형 베이스(41)로 전달되면, 상기 금형(4) 내에 주입된 용탕이 원심 주조에 의해 플로팅 실을 제작할 수 있게 된다.

그리고, 플로팅 실의 주조가 완료되면, 상기 블록 이동부(140)는, 상기 회전 블록(130)을 반대 방향으로 이동시켜 상기 다수의 구동 마찰 플레이트(110)와 상기 다수의 종동 마찰 플레이트(120)의 각 대향면이 이격되게 위치시킴으로써 회전 구동력의 전달을 차단할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 자동 원심 주조 장치 및 그것의 금형의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 1에 참조된 바와 같이, 플로팅 실을 형성하기 위해 용탕주입장치(2)의 작동으로 용탕 주입컵(2a)이 용해로(1)로부터 용탕을 떠와서 원심 주조 장치(3)의 용탕 주입 위치(41A)에 도달하게 되면, 용탕 주입 위치(41A)에 위치된 금형 베이스(41)가 500 ~ 3000rpm의 적절한 속도로 회전하면서 금형(4)을 회전시키게 된다. 이와 같은 상태에서 용탕 주입컵(2a)이 기울어지면, 용탕이 회전하는 금형(41)에 주입되면서 원심 주조를 하게 된다.

즉, 주입된 용탕은 금형(4)의 원심력으로 외경방향으로 퍼져나가게 되어 외경은 금형(4)의 형상과 동일하고, 내경은 원형으로 파여 있는 플로팅 실을 만들 수 있게 된다.

여기서 원심주조로 실을 효과적으로 주조하기 위해서는 적절한 두께의 아세틸렌 그을음 도포가 필요하며, 금형(4) 온도가 적당한 범위 내에 있게 하기 위해 금형 온도를 지속적으로 체크하여 금형 온도가 낮거나 높을 경우, 금형 예열 및 냉각 작업을 통해 금형(4)이 최적의 상태를 유지하도록 해야 한다.

이를 위해 도 3에 도시된 바와 같이 다음의 공정들이 상기 금형 테이블(5) 위에서 이루어진다. 상기 용탕 주입 위치(41A) 다음의 위치(41B)에서 상형(4A)의 온도를 체크하고 상형(4A)의 온도가 높으면 냉각을 한다. 이후 41C 위치에서는 금형(4) 예열 및 냉각을 할 수 있게 만들어 41B 위치에서의 상형(4A) 온도 체크 결과에 따라 금형(4)을 예열 또는 냉각해 준다.

41E 위치에서는 금형 예열, 상형(4A)과 하형(4B) 냉각 및 하형의 온도를 측정할 수 있다. 따라서, 41B 위치에서 상형(4A)의 온도를 41E 위치에서 하형(4B)의 온도를 비접촉식 온도계를 이용하여 측정된 결과를 토대로 상형(4A)과 하형(4B)을 예열하거나 냉각시키게 된다.

41F 위치에서는 상형(41A)의 냉각 및 아세틸렌 그을음을 도포하는 곳으로 아세틸렌 그을음은 실과 금형(4)이 서로 붙지 않게 만들며 실의 외관을 향상시켜 주는 매우 중요한 역할을 하고 있으며, 아세틸렌 그을음은 얇고 균일하게 도포될수록 우수한 특성을 나타낸다.

상기와 같은 금형 테이블(5)에서 원심 주조된 실은 41D 위치에서 상기 실취출/이송부(6)에 의해 취출되며, 취출 후 금형(4)의 냉각 및 금형 위의 잔류 버를 제거하기 위해 압축 공기를 불어 금형 내부를 청소하게 된다.

한편, 상기 실취출/이송부(6)에서 상형 분리기구(61)의 클램프 기구(62)에는 상형(4A)을 들어올릴 때 가운데에 상형(4A)을 눌러줄 수 있는 스프링이 장착되어 있어 보다 안정적으로 상형(4A)을 잡아 탈착이 용이하게 이루어진다.

특히, 상기 금형 테이블(5)은 인덱스 모터(51)를 이용하여 정해진 각도만큼 움직이게 되는데, 상기 금형 테이블(5)이 회전하면서 상기 금형 베이스(41)가 도 3에서와 같이 용탕 주입 위치(41A), 금형 예열 및 냉각 위치(41C), 아세틸렌 가스 도포 위치(41F)에 위치되면, 금형 베이스(41)의 각각의 기어(43)가 상기 금형 구동부(45)를 동작시켜 상기 클러치부(100)를 통해 전달되는 회전 구동력에 의해 바로 회전할 수 있게 된다.

이는 종래에 인덱스 모터가 정지한 다음, 체인을 금형 베이스 밑에 있는 구동부에 맞춘 다음, 회전력을 전달할 수 있도록 체인 구동 방식으로 구성되거나, 기어치가 상호 치합되는 기어 구동 방식으로 구비되었으나, 본 발명에서는 도 7 내지 도 9에서와 같이 클러치부(100)의 다수의 구동 마찰 플레이트(110) 및 다수의 종동 마찰 플레이트(120)의 마찰 접촉 및 해제를 통한 회전 구동력의 전달 및 차단을 통해 매우 간명하게 이루어질 수 있는 이점을 제공한다.

한편, 본 발명에 따른 자동 원심 주조 장치의 일 실시예는, 도 3에 참조된 바와 같이, 상기 다수의 종동 마찰 플레이트(120)의 마모량을 감지하는 제1 마모 감지부(70)가 구비될 수 있고, 상기 다수의 구동 마찰 플레이트(110)의 마모량을 감지하는 제2 마모 감지부(80)가 구비될 수 있다.

상기 제1 마모 감지부(70)는, 상기 금형 구동부(45)와 결합되지 않는 이격된 위치 중 어느 하나에 구비되어, 상기 다수의 종동 마찰 플레이트(120)의 마모량을 감지함으로써 다수의 종동 마찰 플레이트(120)의 교체 여부를 판정하는 척도를 제공할 수 있다.

마찬가지로, 상기 제2 마모 감지부(80)는, 각각의 상기 금형 구동부(45)가 구비된 일측에 구비되어, 상기 다수의 구동 마찰 플레이트(110)의 마모량을 감지함으로써 다수의 구동 마찰 플레이트(110)의 교체 여부를 판정하는 척도를 제공하게 된다.

사용자(또는 관리자)는, 상기 제1 마모 감지부(70) 및 제2 마모 감지부(80)에 의한 각각의 마모량을 집계하여 교체 또는 수리가 필요할 경우, 상기 체결부재의 해제 및 체결을 통해 제품 전체가 아닌 일 구성의 교체 작업을 용이하게 수행할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같은 원심 주조 장치에 사용되는 금형(4)은 도 6에 도시된 바와 같이 실(S)의 윗부분(u) 형상이 내측으로 들어간 부분이 있으므로 상형(4A)을 분리할 때 용이하게 분리될 수 있도록 상형(4A)의 열팽창률이 실의 소재보다 작은 소재로 된 금형을 사용해야 되므로 금형의 비용이 증가하게 된다.

따라서 본 발명에서는 상형(4A)의 가운데 부분에 분리하여 교체 가능한 삽입형(4C)을 설치하여, 삽입형(4C)의 수명이 다하면 수명이 다한 부분을 가공하여 보다 큰 내경을 가지는 실 제품의 금형을 만들 수 있으며, 이와 같이 새로운 금형을 만들더라도 가운데 부분에 위치된 삽입형(4C)만 가공하여 만들면 되므로 금형 유지 비용을 절감할 수 있게 된다.

이상, 본 발명에 따른 자동 원심 주조 장치의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 반드시 상술한 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다고 할 것이다. 그러므로, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 청구범위에 의하여 정해진다고 할 것이다.

1: 용해로 2: 용탕주입장치
3: 원심 주조 장치 4: 금형
4A: 상형 4B: 하형
4C: 삽입형 5: 금형 테이블
6: 실취출/이송부 7: 중량 측정장치
9: 디버링 장치 12: 컨베이어
13: 실 냉각장치 15: 사상 가공기
17: 연삭 가공기 19: 실 세척부
20: 랩핑 가공기 23: 컨베이어
31: 베이스 41: 금형 베이스
42: 회전축 45: 금형 구동부
51: 인덱스 모터 61: 상형 분리기구
62: 클램프 기구 63: 수직 이송기구
64: 유압 실린더 65: 클램프 이송기구
66: 클램프 기구 68 : 수평 이송기구
70: 제1 마모 감지부 80: 제2 마모 감지부
100: 클러치부 110: 구동 마찰 플레이트
111: 체결부재 120: 종동 마찰 플레이트
130: 회전 블록 140: 블록 이동부

Claims (8)

1. 인덱스 모터에 의해 일정 각도씩 회전 구동되는 금형 테이블;
   상기 금형 테이블의 중심에 대하여 동일 원주 상에 일정 간격마다 배치되어 플로팅 실을 원심력으로 제조할 수 있는 금형이 위치되는 복수개의 금형 베이스;
   상기 복수개의 금형 베이스 중 일정 위치로 이동한 하나 이상의 금형 베이스를 회전 구동력으로 회전시키도록 설치된 적어도 하나 이상의 금형 구동부; 및
   상기 금형 테이블의 실 취출 위치에 구비되어 상기 금형에서 제조된 원심 주조된 실을 취출하여 이송하는 실취출/이송부를 포함하고,
   상기 금형 구동부는, 상기 복수개의 금형 베이스 중 어느 하나에 클러치부를 통해 상기 회전 구동력을 전달하거나 차단시키며,
   상기 클러치부는,
   상기 금형 테이블에 상하 수직축을 기준으로 회동 가능하게 결합된 상기 복수개의 금형 베이스의 하단부 외주면에 상하 방향으로 이격되게 형성된 다수의 종동 마찰 플레이트;
   상기 금형 구동부의 회전 축과 연동하여 회전되는 회전 블록의 외주면에 상하 방향으로 이격되게 형성된 다수의 구동 마찰 플레이트; 및
   상기 회전 블록을 상하 방향으로 이동시키는 블록 이동부; 를 포함하는, 자동 원심 주조 장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 다수의 종동 마찰 플레이트 사이의 상하 이격 거리는 상기 다수의 구동 마찰 플레이트의 상하 두께보다 크게 형성된, 자동 원심 주조 장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 다수의 구동 마찰 플레이트 사이의 상하 이격 거리는 상기 다수의 종동 마찰 플레이트의 상하 두께보다 크게 형성된, 자동 원심 주조 장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 다수의 구동 마찰 플레이트 각각의 테두리 일부가 상기 다수의 종동 마찰 플레이트 각각의 사이에 오버랩되게 위치되되, 상측에 위치된 상기 다수의 구동 마찰 플레이트 하면에 대하여 제1 이격거리 및 하측에 위치된 상기 다수의 구동 마찰 플레이트 상면에 대하여 제2 이격거리 만큼 이격되게 배치된 경우,
   상기 블록 이동부는, 상기 회전 블록을 적어도 상기 제1 이격거리 이상만큼 상향 이동시키도록 구비된, 자동 원심 주조 장치.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 블록 이동부는, 상기 회전 블록을 적어도 상기 제2 이격거리 이상만큼 하향 이동시키도록 구비된, 자동 원심 주조 장치.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 다수의 종동 마찰 플레이트는, 상기 복수개의 금형 베이스 각각에 대하여 탈착 가능하게 결합되고,
   상기 금형 테이블에는, 상기 복수개의 금형 베이스 각각의 상기 다수의 종동 마찰 플레이트의 마모량을 감지하는 제1 마모 감지부가 구비된, 자동 원심 주조 장치.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 다수의 구동 마찰 플레이트는, 상기 회전 블록에 대하여 탈착 가능하게 결합되고,
   상기 금형 구동부에는, 상기 다수의 구동 마찰 플레이트의 마모량을 감지하는 제2 마모 감지부가 구비된, 자동 원심 주조 장치.

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