KR20110007305A - 주조 주형틀의 자동 이송, 가압 성형 시스템에 있어서, 조형사 자동 공급장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주조 주형틀의 자동 이송, 가압 성형 시스템에 있어서, 조형사 자동 공급장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이형제 공급부와, 점결재 공급부와, 모래 공급부와, 물 공급부를 통하여 자동으로 유입되는 원료를 일체로 혼합시키는 원료믹서 탱크를 형성하되, 상기 원료믹서를 통하여 혼합된 원료는 하나의 조형사로 형성됨과 함께 상기 조형사는 본체 상판 좌,우측에 각각으로 형성되는 원료공급 호퍼 내부에 공급된 후, 각각의 컨베이어를 타고 이송되면서 본체 상판 표면에 형성된 공간부를 통하여 주형틀 내부에 자동으로 낙하 되어 충전될 수 있도록 구성되는 주조 주형틀의 자동 이송, 가압 성형 시스템에 있어서, 조형사 자동 공급장치 및 방법에 관한 것이다.
조형사. 주조 주형틀. 조형사 공급장치

Description

주조 주형틀의 자동 이송, 가압 성형 시스템에 있어서, 조형사 자동 공급장치 및 방법{Automafic transfer and press forming device for a mold-frame}
본 발명은 주조 주형틀의 자동 이송, 가압 성형 시스템에 있어서, 조형사 자동 공급장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이형제 공급부와, 점결재 공급부와, 모래 공급부와, 물 공급부를 통하여 자동으로 유입되는 원료를 일체로 혼합시키는 원료믹서 탱크를 형성하되, 상기 원료믹서를 통하여 혼합된 원료는 하나의 조형사로 형성됨과 함께 상기 조형사는 본체 상판 좌,우측에 각각으로 형성되는 원료공급 호퍼 내부에 공급된 후, 각각의 컨베이어를 타고 이송되면서 본체 상판 표면에 형성된 공간부를 통하여 주형틀 내부에 자동으로 낙하 되어 충전될 수 있도록 구성되는 주조 주형틀의 자동 이송, 가압 성형 시스템에 있어서, 조형사 자동 공급장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 주형 금형틀을 이용하는 작업 공정은 모형 제작에서부터 시작된다, 모형은 주물과는 별도로 모형을 만드는 곳(patterm shop)에서 만들어지는 것이 일반적이다. 이렇게 만들어진 모형은 모형 주위에 주물사를 채우며, 내화 점토를 점결제로 하는 주물사인 경우에는 필요한 경도가 될 때까지 다지게 된다. 이때, 화 학적인 점결제인 경우에는 손으로 눌러주거나 기계적으로 가볍게 다진 후에 화학적으로 경화한다.
상기 주형은 일반적으로 상하형의 2개로 분리되게 만들고, 주물사를 다진 후에는 모형을 빼내어 공간을 만들어 다시 조립하면 주형 내부의 모형이 차지했던 공간이 남게 된다. 주물이 완성된 후 그 내부에 구멍이나 기타의 공간이 남게 하려면 코어(core)를 사용해야 하며, 상기 코어는 주물사와 점결제로 제작하게 되는데 주형 내부에 삽입된 후 용탕이 주입되더라도 이에 걸릴만한 충분한 강도와 경도 및 내화도를 가져야 한다.
따라서, 모형은 주물의 외부모양을 만들어 주고, 주물 내부의 모양은 코어가 만들어 주게 된다. 한편, 실제 주조 작업은 용해로부터 시작이 되며, 용해된 용금은 용해로부터 래들(ladle)로 옮겨져 상기 래들을 채워 용금의 응고가 완료되도록 한다. 응고가 완료되면 주형으로부터 주물을 꺼내서 주물표면에 붙어 있는 주물사를 털어내고 주물과 같이 붙어 있는 탕구(gatesprue) 탕도(runner) 및 압탕(riser)을 제거토록 한다. 여기서, 압탕이라는 것은 주물의 응고시 금속의 수축으로 생기는 용탕의 부족을 보충하여 주기 위한 창고의 역할을 하는 것이다. 그리고, 완성된 주물은 필요에 따라서 응력제거 또는 특별한 열처리를 하거나 또는 여러 가지 방법으로 검사를 실시하고 이상 유무를 판정한 후, 출하하도록 하고 있다.
한편, 이와 같은 공정으로 이루어진 주물 작업의 공정에 있어서, 주조될 원형이나 모형은 원형 또는 모형 판을 조형 모래 상자에 위치시키고, 상기 조형 모래 상자는 이후에 충전 장치로 이송되어 압축 이송되는 주형 생산 시스템을 통하여 주 조 작업이 이루어지고 있다. 이와 같은 구조는 하나의 주형 상자를 모래로 충전할 때 다른 주형 상자를 압축시킬 수 있다.
주형 상자 내에서 다양한 작업 단계가 수행됨에 따라서 초기 스테이션으로 되돌려지는 표면에 원형을 가지는 다수의 원형판이 사용된다. 다른 주형 상자가 압축되는 동안에 하나의 주형 상자를 동시에 충전하는 것은 단위 시간당 주형 상자의 작업 처리량을 증가시킨다. 그러나, 주형 상자를 원형 또는 모형판 캐리어에 완전하게 조립하고 이어서 주형 상자 주위에 충전틀을 조립하고, 모래로 충전하고 압축이 끝난 후에 다시 주형 상자에서 원형 또는 모형판 및 충전틀을 분리하는 등과 같이 여전히 작업 시간이 소모적인 단점이 있다. 또한, 평탄 작업 및 탕구와 같은 주물품 분리 작업등이 수동으로 진행되기 때문에 작업성이 현저히 낮을 뿐만 아니라, 탕구와 같은 주물품의 품질이 균일하지 못해 신뢰성이 낮으며, 고온의 탕구 분리 작업시 등 안전사고의 위험성이 많은 문제점이 있다.
그리고, 주형틀 내부에 투입되는 조형사는 수작업을 통하여 충전시키는 상황이라 작업의 능률은 떨어지면서 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 적극적으로 해소하기 위하여 안출한 것으로,주형틀와 같은 주물품의 조형 작업의 무인 자동화를 구현함으로써 작업성을 개선함과 아울러 주물품의 품질을 향상시키며, 안전 사고 위험성을 현저히 낮출 수 있도록 주형틀 내부에 이형재, 점결재, 모래, 물이 일체로 혼합된 조형사를 자동으로 공급 할 수 있는 주조 주형틀의 자동 이송, 가압 성형 시스템에 있어서, 조형사 자동 공급장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명은 이형제 공급부와, 점결재 공급부와, 모래 공급부와, 물 공급부를 통하여 자동으로 유입되는 원료를 일체로 혼합시키는 원료믹서 탱크를 형성하되, 상기 원료믹서를 통하여 혼합된 원료는 하나의 조형사로 형성됨과 함께 상기 조형사는 본체 상판 좌,우측에 각각으로 형성되는 원료공급 호퍼 내부에 공급된 후, 각각의 컨베이어를 타고 이송되면서 본체 상판 표면에 형성된 공간부를 통하여 주형틀 내부에 자동으로 낙하 되어 충전될 수 있도록 구성되는 주조 주형틀의 자동 이송, 가압 성형 시스템에 있어서, 조형사 자동 공급장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 조형사 자동 공급장치는 주형틀 내부에 투입되는 조형사를 자동으로 공급하므로 인하여 수작업을 통하여 충전시키는 종래의 방법과 비교하였을 때보다 작업의 능률과 생산성이 높아지는 특징이 있다.
그리고, 주형틀의 공급과, 상기 주형틀 내부에 충전된 모래를 가압하는 수단과, 상기 주형틀과 금형 부분을 분리하는 공정과, 상기 분리된 주형틀을 주조 공정으로 자동 이동시킬 수 있는 구성이어서 조형사가 자동으로 정량 공급될 수 있고, 균일한 압력으로 평탄작업이 이루어질 수 있기 때문에 주물품의 품질이 균일하여 신뢰성이 향상될 수 있는 효과가 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제어하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 요부가 조립되어 작동하는 상태를 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도 2는 본 발명의 요부가 작동하는 상태를 나타낸 측면도이고, 도 3은 본 발명의 요부가 작동하는 상태를 나타낸 정면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예를 개략적으로 나타낸 참고도이고, 도 5는 본 발명에 사용되는 원료를 공급하는 상태를 개략적으로 나타낸 참고도이다.
먼저, 본 발명은 도 1 및 도 2와 같이 이형제 공급부(32)와, 점결재 공급부(33)와, 모래 공급부(34)와, 물 공급부(35)를 통하여 자동으로 유입되는 원료를 일체로 혼합시키는 원료믹서 탱크(12)를 형성하게 된다.
여기서, 이형제 공급부(32), 점결재 공급부(33), 모래 공급부(34), 물 공급 부(35)는 도 4 및 도 5와 같이 제어부(31)를 통하여 작동되면서 정해진 원료를 정확하게 투입시키게 된다.
이때, 이형제 공급부(32)에는 시콜(Seacoal) 300g이 투입되고, 점결재 공급부(33)에는 벤트나이트 3kg이 투입된다, 즉 시콜과 벤트나이트를 1:10 비율로 원료믹서탱크(12) 내부로 공급될 수 있다.
그리고, 이형제 공급부(32)와 점결재 공급부(33)에는 정확한 비율로 원료를 투입할 수 있도록 스크루(36)가 형성되어 있으며, 상기 스크루(36)는 제어부(31)와 연결된 모터(미도시됨) 작동에 의해 회전될 수 있는 구성이다.
한편, 원료믹서탱크(12) 내부에는 상기 시콜, 벤토나이트 이외에도 모래, 물이 투입될 수 있으며, 상기 모래는 컨베이어를 타고 이동하는 모래 공급부(34)를 통하여 유입될 수 있다.
또한, 물 공급부(35)는 별도의 배관과 연결된 수도관을 통하여 물을 공급할 수 있다.
여기서, 모래 공급부(34)와 물 공급부(35) 또한 제어부(31)와 전기적으로 연결되어 자동으로 작동되는 구성이다.
한편, 원료믹서 탱크(12) 내부에는 이형제, 점결재, 모래, 물을 일체로 혼합시키기 위한 회전롤러(14)를 형성하게 된다.
그리고, 회전롤러(14)를 통하여 혼합된 원료는 하나의 조형사로 형성되는 것이다.
여기서, 원료믹서탱크(12) 내부에 조립되는 회전롤러(14) 부분은 구동모 터(17)의 작용으로 회전하게 된다.
따라서, 이형재, 점결재, 모래, 물이 하나로 혼합되면서 조형사로 형성되고, 상기 조형사는 조형틀(19)에 투입되는 구성이다.
즉, 원료믹서 탱크(12) 내부에는 이형제 공급부(32)로 부터 시콜(Seacoal) 250 ~ 300g이 투입되는 1차 공정과, 점결재 공급부(33)로 부터 벤트나이트 2.5 ~ 3kg이 투입되는 2차 공정과, 모래 공급부(43)로 부터 모래 1.5 ~ 2m3 가 투입되는 3차 공정과, 물 공급부(35)로 부터 물 5~7리터 가 투입되는 4차 공정을 통하여 혼합되면서 조형사로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 원료믹서 탱크(12)를 통하여 혼합된 조형사는 도 2 및 도 3과 같이 본체 상판(30) 상부 좌, 우측에 형성되는 원료공급 호퍼(13) 내부에 공급되는 구성이다.
여기서, 원료공급 호퍼(13)의 배출구(16)를 통하여 배출되는 조형사는 각각의 컨베이어(15)를 타고 이송되면서 본체 상판(30) 표면에 형성된 공간부(11)를 통하여 주형틀(19) 내부에 자동으로 낙하 되면서 충전되는 구성이다.
여기서, 컨베이어(15)는 고무 벨트가 구동모터(17)의 작동에 의해 회전하는 방식으로 이루어져 있으며, 상기 배출구(16)를 통하여 배출되는 조형사를 안전하게 이동할 수 있다.
이때, 주형틀(19) 내부에 조형사의 충전이 완료되면 수평 실린더(29)는 이동 프레임(29)을 이동시켜 상기 배출구(16)를 차단하여 더 이상의 조형사가 배출되는 것을 방지할 수 있는 구성이다.
또한, 수평 실린더(29)는 이동 프레임(29)에 고정된 가압 실린더(27)를 전진시킴과 함께 상기 가압 실린더(27)는 작동하면서 가압플레이트(22)를 하강시키게 된다.
여기서, 상기 가압플레이트(22)는 주형틀(19) 내부에 쌓인 조형사를 서서히 가압할 수 있는 구성이다.
상기의 상황에서 조형사의 가압이 종료되면 주형틀(19)과 밀착된 금형틀(20)은 분리됨과 아울러 승강 실린더(21)의 작동에 의해 상승하게 되면서 가압 실린더(27)와 가압 플레이트(22) 또한 상승하게 된다.
상기 가압 실린더(27)의 상승 작동이 종료된 후, 수평 실린더(29)의 로드는 작동하게 되면서 이동 프레임(28)을 원위치로 이동시킬 수 있다.
상기 주형틀(19)을 지지하는 지지 프레임(26)에 고정된 승강 실린더(21)의 로드는 작동하여 상기 지지 프레임(23)을 상승시키게 되며, 이때 지지 프레임(23)에 올려진 주형틀(19)은 도 4와 같이 이동레일(23)을 타고 다음 공정으로 자동 이동되는 구성이다.
다음, 지지 프레임(26)에 올려진 다른 주형틀(19)이 가압 실린더(27) 하방으로 이동하여 대기하게 된다.
다음, 상기 주형틀(19) 내부에는 원료공급호퍼(13)를 통하여 배출되는 조형사 부분이 컨베이어(15)를 타고 이송되면서 본체 상판(30) 표면에 형성된 공간부(11)를 통하여 주형틀(19) 내부에 자동으로 낙하 되면서 충전되는 구성이다.
그리고, 조형사의 공급이 완료되면 컨베이어(15)는 작동이 정지된 후, 대기 하게 됨과 아울러 수평 실린더(29) 부분이 이동 프레임(28)을 전진시키게 된다.
이때, 이동 프레임(28)에 조립된 가압 실린더(27)는 가압 플레이트(22)를 하강시켜 주형틀(19) 내부에 쌓인 조형사를 서서히 가압하는 작용을 자동으로 반복하게 되는 구성이다.
이상과 같이 본 발명은 원료믹서 탱크(12) 내부에 유입되는 이형제, 점결재, 모래, 물을 회전롤러(14)가 회전하면서 일체로 혼합하여 하나의 조형사를 형성시킴과 아울러 상기 조형사를 조형틀(19)에 투입시킬 수 있다,
또한, 원료믹서 탱크(12)를 통하여 혼합된 조형사는 본체 상판(30) 상부 좌, 우측에 형성되는 원료공급 호퍼(13) 내부에 각각으로 공급할 수 있다.
이때, 원료공급 호퍼(13)의 배출구(16)를 통하여 배출되는 조형사는 각각의 컨베이어(15)를 타고 이송되면서 본체 상판(30) 표면에 형성된 공간부(11)를 통하여 주형틀(19) 내부에 자동으로 낙하 되면서 자동으로 충전될 수 있는 것이다.
결과적으로 본 발명에 따른 조형사 자동 공급장치는 주형틀 내부에 투입되는 조형사를 자동으로 공급하므로 인하여 수작업을 통하여 충전시키는 종래의 방법과 비교하였을 때보다 작업의 능률과 생산성이 높아지는 특징이 있다.
그리고, 주형틀의 공급과, 상기 주형틀 내부에 충전된 모래를 가압하는 수단과, 상기 주형틀과 금형 부분을 분리하는 공정과, 상기 분리된 주형틀을 주조 공정으로 자동 이동시킬 수 있는 구성이어서 조형사가 자동으로 정량 공급될 수 있고, 균일한 압력으로 평탄작업이 이루어질 수 있기 때문에 주물품의 품질이 균일하여 신뢰성이 향상될 수 있는 효과가 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성요소들도 결합 된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 요부가 조립되어 작동하는 상태를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 요부가 작동하는 상태를 나타낸 측면도.
도 3은 본 발명의 요부가 작동하는 상태를 나타낸 정면도.
도 4는 본 발명의 실시예를 개략적으로 나타낸 참고도.
도 5는 본 발명에 사용되는 원료를 공급하는 상태를 개략적으로 나타낸 참고도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10. 본체 플레이트 11. 공간부
12. 원료믹서탱크 13. 원료공급호퍼
14. 회전롤러 15. 컨베이어
16. 배출구 17. 구동모터
18. 공급관 19. 주형틀
20. 금형틀 21. 승강 실린더
22. 가압플레이트 23. 이동레일
24. 샤프트 25. 크레인
26. 지지 프레임 27. 가압 실린더
28. 이동 프레임 29. 수평 실린더
30. 상판 31. 제어부
32. 이형재 공급부 33. 점결재 공급부
34. 모래 공급부 35. 물 공급부
36. 스크루

Claims (6)

  1. 시콜을 공급하는 이형제 공급부(32)와, 벤트나이트를 공급하는 점결재 공급부(33)와, 모래를 공급하는 모래 공급부(34)와, 믹싱을 위하여 물을 공급하는 물 공급부(35)로 부터 각각 배출되는 상기 원료를 일체로 혼합시키기 위한 원료믹서 탱크(12)를 형성하되,
    상기 원료믹서 탱크(12) 내부는 구동모터(17)의 회전력을 전달받는 작동하는회전롤러(14)를 형성함과 함께 회전롤러(14)는 시콜, 벤트나이트, 모래, 물의 원료를 일체로 혼합시켜 하나의 조형사로 형성시키고, 상기 조형사는 본체 상판(30) 좌, 우측에 각각으로 형성된 원료공급 호퍼(13)에 저장되며,
    상기 원료공급 호퍼(13)의 배출구(16)를 통하여 배출되는 조형사는 컨베이어(15)를 타고 이송되면서 본체 상판(30)에 형성된 공간부(11)를 통해 주형틀(19) 내부에 자동으로 낙하 되어 충전될 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 주조 주형틀의 자동 이송, 가압 성형 시스템에 있어서, 조형사 자동 공급장치.
  2. 조형사는 이형제 공급부(32)로 부터 시콜(Seacoal) 250 ~ 300g이 원료믹서 탱크(12)로 투입되어 혼합되는 1차 공정과, 점결재 공급부(33)로 부터 벤트나이트 2.5 ~ 3kg이 원료믹서탱크(12)로 투입되어 혼합되는 2차 공정과, 모래 공급부(43)로 부터 모래 1.5 ~ 2m3 가 원료믹서탱크(12)로 투입되어 혼합되는 3차 공정과, 물 공급부(35)로 부터 물 5~7리터 가 원료믹서탱크(12)로 투입되어 혼합되는 4차 공정의 작업을 통하여 형성될 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 주조 주형틀의 자동 이송, 가압 성형 시스템에 있어서, 조형사 자동 공급방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 배출구(16)는 수평 실린더(29)와 연결된 이동 프레임(29) 부분이 전진하면서 차단하여 더 이상의 조형사가 배출되는 것을 방지할 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 주조 주형틀의 자동 이송, 가압 성형 시스템에 있어서, 조형사 자동 공급장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 수평 실린더(29)는 이동 프레임(29)에 고정된 가압 실린더(27)를 전진시킴과 함께 상기 가압 실린더(27)에 조립된 가압플레이트(22)를 하강시켜서 주형틀(19)에 쌓인 조형사를 가압할 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 주조 주형틀의 자동 이송, 가압 성형 시스템에 있어서, 조형사 자동 공급장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 이형재 공급부(32), 점결재 공급부(33), 모래 공급부(34), 물 공급부(35)는 전기적으로 연결된 제어부(31)를 통하여 원료 공급 또는 원료 차단 될 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 주조 주형틀의 자동 이송, 가압 성형 시스템에 있 어서, 조형사 자동 공급장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 이형제 공급부(32)와 점결재 공급부(33)에는 정확한 비율로 원료를 투입할 수 있도록 스크루(36)가 형성됨과 아울러 상기 스크루(36)는 제어부(31)와 연결된 모터 작동에 의해 회전될 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 주조 주형틀의 자동 이송, 가압 성형 시스템에 있어서, 조형사 자동 공급장치.
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