KR20160082227A - 중장비용 밸런스 웨이트 및 그 제조시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중장비용 밸런스 웨이트 및 그 제조시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 합성수지에 비중을 증가시킬 수 있는 모래나 금속 등의 분말이나 입자를 투입하여 소정의 비중을 가진 밸런스 웨이트를 제조할 수 있는 중장비용 밸런스 웨이트 및 그 제조시스템에 관한 발명으로서,
중장비용 밸런스 웨이트의 제조시스템에 있어서, 열가소성 합성수지 공급용 호퍼; 상기 합성수지 공급용 호퍼의 하단에 설치되어 상기 합성수지를 공급하는 합성수지 피딩 라인; 및 상기 합성수지 피딩 라인 내부에 장착되어 상기 합성수지를 전방으로 공급하기 위한 스크류 컨베이어로 구성되는 합성수지 공급부; 비중체 공급용 호퍼; 상기 비중체 공급용 호퍼의 하단에 설치되어 상기 비중체를 공급하는 비중체 피딩 라인; 및 상기 비중체 피딩 라인 내부에 장착되어 상기 비중체를 전방으로 공급하기 위한 스크류 컨베이어로 구성되는 비중체 공급부; 상기 합성수지 공급부와 상기 비중체 공급부로부터 공급된 합성수지와 비중체가 함께 주입되는 주입구; 상기 주입구의 하단에 설치되는 배합라인; 상기 배합라인에 장착되어 상기 합성수지와 상기 비중체를 교반 및 배합하는 스크류; 및 상기 배합라인의 외주면에 장착되어 100 ~ 300℃의 온도로 상기 배합라인을 가열하는 히터;로 구성되는 압출기; 상기 압출기를 통과한 상기 합성수지와 상기 비중체의 배합물을 일정량으로 공급하기 위한 컷팅부; 상기 컷팅부의 하부에, 배합물 투입용기와 상기 배합물과 투입용기의 무게를 측정하기 위한 로드셀로 구성되어, 상기 컷팅부에서 공급된 배합물의 무게를 측정하는 계량부; 상기 계량부를 통과한 배합물이 투입되는 밸런스 웨이트 금형부; 상기 밸런스 웨이트 금형부에 투입된 배합물을 압착하여 제품을 만들기 위한 프레스; 및 상기 압착된 제품을 냉각하기 위한 수조;로 구성되는 것을 특징으로 하는 중장비용 밸런스 웨이트의 제조시스템을 제공한다.

Description

중장비용 밸런스 웨이트 및 그 제조시스템{THE BALANCE WEIGHT FOR HEAVY MACHINE AND MANUFACTURING SYSTEM THEREOF}

본 발명은 중장비용 밸런스 웨이트 및 그 제조시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 합성수지에 비중을 증가시킬 수 있는 모래나 금속 등의 분말이나 입자를 투입하여 소정의 비중을 가진 밸런스 웨이트를 제조할 수 있는 중장비용 밸런스 웨이트 및 그 제조시스템에 관한 발명이다.

일반적으로, 밸런스 웨이트는 회전체의 진동을 줄이기 위해 사용되거나, 큰 힘이 일방으로 작용하거나 균형의 유지가 안전과 직결되는 중장비의 균형의 유지를 위해 사용된다.

즉, 선박, 굴삭기, 지게차 등의 중장비는 균형의 유지를 위하여 상대적으로 대형의 밸런스 웨이트를 사용한다.

이러한 밸런스 웨이트는 통상 비중이 큰 물질을 사용하여 성형하며, 부피를 줄이기 위하여 압착하는 것이 보통이다. 통상의 밸런스 웨이트는 등록특허 10-0710641호(2007년 4월 17일 등록, 밸런스 웨이트 및 이러한 밸런스 웨이트 제조방법)에 기재된 바와 같이 가격이 상대적으로 저렴하고, 비중이 큰 황동을 재료로 하고 있다.

그러나 선박, 굴삭기, 지게차 등의 중장비에 사용되는 밸런스 웨이트는 전자 제품 등에 사용되는 밸런스 웨이트와는 비교할 수 없을 만큼 더 무겁고 부피가 크기 때문에 상대적으로 저렴한 황동을 사용하더라도 제조비용이 증가하게 되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 감안하여 등록특허 10-1193488호(2012년 10월 16일 등록, 금속 폐기물을 이용한 중장비용 밸런스 웨이트를 제조하기 위한 단괴 제조장치)에는 금속 폐기물을 이용한 중장비용 밸런스 웨이트 단괴를 제조하는 장치에 대하여 기재되어 있다.

이러한 장치는 금속의 슬래그나 금속 폐기물을 분쇄한 후 고화제를 혼합시켜 제조한 원료를 일정한 압력으로 가압 성형하는 것에 대하여 기재되어 있으나, 이러한 금속폐기물을 수집하는 것이 쉽지 않으며, 금속 폐기물의 분쇄도 어렵기 때문에 제조원가가 상승하게 되는 문제점이 있었다.

또한 제품에 불량이 생기는 경우 이를 다시 용융시켜 새로운 제품을 다시 만들기가 매우 어려운 문제점이 있었다.

본발명은 열가소성수지를 포함하는 원료를 사출성형하여 중장비용 밸런스 웨이트로 제조함에 따라 제조공정에 소요되는 시간과 인력을 절감시켜 생산성이 극대화될 수 있도록 한 중장비용 밸런스 웨이트 및 그 제조시스템을 제공하는 과제를 기초로 한다.

또한 본 발명은 제조 과정에서 제품의 불량이 발생하더라도 불량품이 사출성형을 위해 재사용 가능함에 따라 불량품으로 인해 원료가 낭비되는 것이 방지될 뿐만 아니라 불량품의 폐기처리로 인한 비용발생과 환경오염이 미연에 방지될 수 있도록 한 중장비용 밸런스 웨이트 및 그 제조시스템을 제공하는 과제를 기초로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 중장비용 밸런스 웨이트의 제조시스템에 있어서, 열가소성 합성수지 공급용 호퍼; 상기 합성수지 공급용 호퍼의 하단에 설치되어 상기 합성수지를 공급하는 합성수지 피딩 라인; 및 상기 합성수지 피딩 라인 내부에 장착되어 상기 합성수지를 전방으로 공급하기 위한 스크류 컨베이어로 구성되는 합성수지 공급부; 비중체 공급용 호퍼; 상기 비중체 공급용 호퍼의 하단에 설치되어 상기 비중체를 공급하는 비중체 피딩 라인; 및 상기 비중체 피딩 라인 내부에 장착되어 상기 비중체를 전방으로 공급하기 위한 스크류 컨베이어로 구성되는 비중체 공급부; 상기 합성수지 공급부와 상기 비중체 공급부로부터 공급된 합성수지와 비중체가 함께 주입되는 주입구; 상기 주입구의 하단에 설치되는 배합라인; 상기 배합라인에 장착되어 상기 합성수지와 상기 비중체를 교반 및 배합하는 스크류; 및 상기 배합라인의 외주면에 장착되어 100 ~ 300℃의 온도로 상기 배합라인을 가열하는 히터;로 구성되는 압출기; 상기 압출기를 통과한 상기 합성수지와 상기 비중체의 배합물을 일정량으로 공급하기 위한 컷팅부; 상기 컷팅부의 하부에, 배합물 투입용기와 상기 배합물과 투입용기의 무게를 측정하기 위한 로드셀로 구성되어, 상기 컷팅부에서 공급된 배합물의 무게를 측정하는 계량부; 상기 계량부를 통과한 배합물이 투입되는 밸런스 웨이트 금형부; 상기 밸런스 웨이트 금형부에 투입된 배합물을 압착하여 제품을 만들기 위한 프레스; 및 상기 압착된 제품을 냉각하기 위한 수조;로 구성되는 것을 특징으로 하는 중장비용 밸런스 웨이트의 제조시스템을 제공한다.

본 발명에서 합성수지 피딩 라인 또는 비중체 피딩 라인 중 어느 하나의 외주면에는 예열 히터가 더 장착되고, 상기 예열 히터는 50 ~ 300℃로 상기 원료 또는 비중체를 가열하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 밸런스 웨이트 금형부는, 상면과 하면의 면적이 측면에 비하여 더 큰 육면체 형상의 본체와, 상기 본체의 상하로 통공되어 볼트를 체결하여 상대품에 고정하도록 하는 고정홀과, 양측에 형성되어 위치를 고정하기 위한 고정홈의 형상으로 성형하기 위한 밸런스 웨이트 금형과, 상기 밸런스 웨이트 금형과 연결되어 상기 밸런스 웨이트 금형 내의 제품을 냉각하기 위한 칠러로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 수조에는, 냉각이 완료된 밸런스 웨이트를 이송하기 위한 이송 컨베이어가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 합성수지와 상기 비중체의 배합비는, 합성수지 10 내지 20 중량%와 비중체 75 내지 89 중량%로 배합되고, 상기 합성수지가 금형으로부터 용이하게 분리되도록 그리스 오일 1 내지 5 중량%가 상기 합성수지에 더 배합되는 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명의 목적은 본 발명에 따른 중장비용 밸런스 웨이트의 제조시스템에 의해 제조되는 중장비용 밸런스 웨이트에 의해 이루어진다. 본 발명에 따른 중장비용 밸런스 웨이트의 비중은 대략 1.5 내지 5의 값을 가질 수 있다.

본 발명 중장비용 밸런스 웨이트 및 그 제조시스템은, 철 분말과 모래의 혼합물을 중량 소재로 사용하고, 이들의 결합을 열가소성 수지로 함으로써, 재료의 확보가 용이함과 아울러 1회의 사출 성형에 의해 쉽게 제작할 수 있도록 하여 제조 원가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명 중장비용 밸런스 웨이트 및 그 제조시스템은 열가소성 수지를 사용함으로써, 성형 과정에서 이상이 있는 경우에 이를 수거하여 다시 쉽게 용융 후 재성형이 가능하기 때문에 생산성을 높이며, 재성형 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 중장비용 밸런스 웨이트 제조시스템의 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 중장비용 밸런스 웨이트 제조방법의 순서도.
도 3은 본 발명에 따른 중장비용 밸런스 웨이트의 실시예.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중장비용 밸런스 웨이트 및 그 제조시스템을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 중장비용 밸런스 웨이트 제조시스템은, 합성수지를 공급하기 위한 합성수지 공급부(10)와, 비중체를 공급하기 위한 비중체 공급부(20)와, 합성수지(S)와 비중체(G)의 배합물을 교반 및 배합하는 압출기(30)와, 압출기의 전방에서 일정량의 배합물을 공급하기 위한 컷터(40)와, 상기 컷터에 의해 공급된 배합물의 양을 측정하기 위한 계량부(50)와, 상기 배합물이 투입되는 금형부(60)와, 상기 금형부(60)의 금형 내의 배합물을 압착하기 위한 프레스(70)와, 상기 금형 내의 제품을 투입하여 냉각하기 위한 수조(80)로 구성된다.

본 발명에서 사용되는 합성수지(S)는 폴리머를 사용하며, 폴리머 중에서도 열가소성 수지를 사용함이 바람직하다. 또한 열가소성 수지인 폴리 프로필렌을 사용하는 경우 저렴한 가격으로 구입할 수 있다는 장점이 있다. 이때, 상기 열가소성 수지의 특성상 제품의 불량이 발생하더라도 열가소성 수지를 녹여 재사용할 수 있으므로, 불량품으로 인해 원료가 낭비되는 것을 방지하고, 종래에 불량품을 처리하는 비용 및 불량품을 폐기하는 과정에서 발생하는 환경오염을 예방할 수 있는 효과가 있다.

또한, 비중체(G)는 비중이 작은 것부터 큰 것까지 다양한 비중체를 사용할 수 있으며, 주로 사용되는 것은 금속이나 모래가 사용될 수 있다. 금속으로는, 철, 구리, 스테인레스, 청동, 황동, 주석, 망간, 금, 은 및 아연 등의 금속들이 사용될 수 있다. 또한 상기 금속들과 모래를 적당히 섞어서 사용할 수도 있다. 모래가 너무 많이 첨가되면 요구되는 제품의 비중을 조절하기 곤란할 수도 있으므로 금속과 모래의 혼합비는 3 내지 5 : 1의 중량비율로 혼합하는 것이 바람직하다.

본 발명의 합성수지(S)와 비중체(G) 이외에 합성수지가 금형으로부터 쉽게 떨어질 수 있도록 오일을 더 투입할 수 있다. 대략 배합비는 합성수지 10 내지 20 중량%, 오일 1 내지 5 중량%, 비중체 75 내지 89 중량%로 배합할 수 있다. 오일로는 그리스(grease)가 사용될 수 있다. 합성수지와 비중체의 배합에 의해 형성되는 비중은 대략 1.5 내지 5의 값을 가질 수 있다.

합성수지 공급부(10)는, 합성수지 공급용 호퍼(11)와, 합성수지 공급용 호퍼(11)의 하단에 설치되어 합성수지(S)를 공급하는 합성수지 피딩 라인(12)와, 상기 합성수지 피딩 라인(12) 내부에 장착되어 상기 합성수지(S)를 전방으로 공급하기 위한 스크류 컨베이어(13)로 구성된다. 또한 스크류 컨베이어(13)를 구동하기 위한 모터(14)와, 스크류 컨베이어의 축(15)이 마련되어 스크류 컨베이어(13)를 구동하게 된다. 합성수지 피딩 라인(12)의 외주면에는 합성수지 예열 히터(16)가 더 장착될 수 있다. 상기 예열히터(16)는 합성수지를 미리 가열하여 압출기 내에서 합성수지가 쉽게 용융될 수 있도록 하기 위함이다. 합성수지 예열 히터(16)는 합성수지를 50 ~ 300℃의 온도로 가열한다. 상기 호퍼(11)는 다양한 형태의 저장탱크로 변형될 수 있다.

비중체 공급부(20)는, 비중체 공급용 호퍼(21)와, 상기 비중체 공급용 호퍼(21)의 하단에 설치되어 상기 비중체(G)를 공급하는 비중체 피딩 라인(22)과, 상기 비중체 피딩 라인(22) 내부에 장착되어 상기 비중체(G)를 전방으로 공급하기 위한 스크류 컨베이어(23)로 구성된다. 또한 스크류 컨베이어(23)를 구동하기 위한 모터(24)와 스크류 컨베이어의 축(25)이 도면에 포함된다. 비중체 피딩 라인(22)의 외주면에 비중체 예열 히터(26)가 더 장착될 수 있다. 상기 비중체 예열히터(26)는 합성수지와 혼합되는 비중체를 미리 가열하여 압출기 내에서 합성수지가 쉽게 용융될 수 있도록 하기 위함이다. 비중체 예열 히터(26)는 비중체를 50 ~ 300℃의 온도로 가열한다. 상기 호퍼(21)도 다양한 형태의 저장탱크로 변형될 수 있다.

합성수지와 비중체가 함께 투입되는 압출기(30)는, 합성수지와 비중체가 함께 주입되는 주입구(31)와, 상기 주입구(31)의 하단에 설치되는 배합라인(32)과, 상기 배합라인(32)에 장착되어 상기 합성수지와 상기 비중체를 용융, 교반 및 배합하는 스크류(33)와, 상기 배합라인(32)의 외주면에 장착되는 히터(36)와, 상기 배합라인(32)의 전방에 형성되는 배출구(37)로 구성된다. 스크류(33)는 스크류의 축(25)과 축을 회전하기 위한 모터(34)가 더 구비된다. 히터(36)는 압출기(30) 내의 합성수지가 용융될 수 있도록 100 ~ 300℃의 온도로 구동된다. 시간은 대략 투입된 양에 따라 5분 내지 20분 동안 히터로 가열하면서 배합물을 교반 및 배합하게 된다.

상기 배출구(37)를 통해서 배합물이 배출되는데, 배출되는 양을 조절하기 위한 컷팅부(40)가 배출구(37)의 전방에 마련된다. 일정한 양을 공급하기 위함인데, 컷팅부(40)는 컷터(41)와, 컷터(41)를 구동하기 위한 유압잭(42)으로 구성될 수 있다. 컷팅부(40)는 배출되는 배합물을 일정하게 자르게 되는데, 일정량이 투입되면 컷터(41)는 작동을 멈추게 된다.

컷터(41)의 컷팅에 의해 배합물은 컷터의 하부에 마련된 원료투입용기(52)에 투입된다. 원료투입용기(52)의 하부에는 로드셀(51)이 마련된다. 상기 원료투입용기(52)와 로드셀(51)은 계량부(50)를 구성한다. 계량부(50)는 일정량의 배합물을 공급받을 수 있도록 하고, 공급이 완료되면 원료투입용기(52) 이송수단에 의해 금형부(60)로 이송된다.

밸런스 웨이트 금형부(60)의 상부까지 이송수단에 의해 이송되면, 원료투입용기(52)는 하단이 개방되면서 배합물을 밸런스 웨이트 금형부(60)로 투입한다. 특히 배합물은 밸런스 웨이트 금형부(60)에 마련된 금형(61) 공간으로 투입된다. 밸런스 웨이트 금형부(60)는, 도 3에 도시된 밸런스 웨이트의 형상과 같이 상면과 하면의 면적이 측면에 비하여 더 큰 육면체 형상의 본체(1)와, 상기 본체(1)의 상하로 통공되어 볼트를 체결하여 상대품에 고정하도록 하는 고정홀(3)과, 양측에 형성되어 위치를 고정하기 위한 고정홈(2)의 형상으로 성형하기 위한 금형(61)과 금형을 냉각하기 위한 칠러(62)로 구성된다. 칠러(62)는 프레스로 가압하면서 냉각수를 금형 공간의 외측으로 공급하여 금형 내의 제품을 냉각하기 위한 구성이다.

금형(61) 내로 배합물이 투입되면 이송수단에 의해 금형부(60)는 프레스(70) 하부로 이송된다. 이송된 금형부(60)의 금형에 투입된 배합물을 프레스(70)가 가압하게 되며, 대략 200 ~ 300 ton 정도의 압력으로 일정시간을 가압하면서 냉각을 위한 칠러(62)를 통해 냉각수가 투입되고, 냉각수는 일정시간 동안 작용하여 배합물이 제품의 형태를 유지하도록 한다.

일정시간 동안 압축한 다음 밸런스 웨이트 금형부(60)는 이동수단에 의해 수조(80)의 상부로 이송되며, 수조(80)의 상부에 다다르면 하부를 개방하여 수조(80)로 제품을 투하한다.

수조(80)에서 일정시간 냉각된 후 수조(80)에 마련된 이송 컨베이어(81)를 통해서 이송되면서, 제품 주위의 버러(burr)를 제거하게 되고, 검사를 거쳐 출하를 준비하게 된다.

도 3은 본 발명의 밸런스 웨이트의 일실시예를 도시한 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 밸런스 웨이트는 상면과 하면의 면적이 측면에 비하여 더 큰 육면체 형상의 본체(1)와, 상기 본체(1)의 상하로 통공되어 볼트를 체결하여 상대품에 고정하도록 하는 고정홀(3)과, 양측에 형성되어 위치를 고정하기 위한 고정홈(2)으로 구성된다.

도 3에 도시된 밸런스 웨이트는 도 2에 도시되는 바와 같은 순서에 따라서 제조된다. 이하에서는 본 발명에 따른 일 실시예인 중장비용 밸런스 웨이트의 제조방법을 구체적으로 설명하기로 한다. 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 밸런스 웨이트는 도 3에 도시되는 바와 같이, 금속분말과 모래 중 1종 이상의 중량분말체, 열가소성수지 및 분산제가 포함된 원료를 골고루 혼합되도록 교반하는 혼합단계(S1)와, 혼합단계(S1)를 거쳐 골고루 혼합된 원료를 100 내지 300℃ 온도에서 5 내지 20분 동안 용융하여 골고루 혼합되도록 하는 용융단계(S2)와, 용융단계(S2)에서 용융된 원료를 사출금형에 압출하여 원하는 형상의 밸런스 웨이트로 성형하는 사출성형단계(S3)와, 사출성형단계(S3)를 거친 성형품을 냉각하여 완제품으로 제조하는 냉각단계(S4)를 거쳐 제조된다.

여기서 혼합단계(S1)는 금속분말과 모래 중 1종 이상의 중량분말체, 열가소성수지 및 분산제가 포함된 원료를 골고루 혼합되도록 교반하는 단계로, 특히 원료로는 최종 완제품의 비중이 1.5 내지 5의 비중을 갖도록 중량분말체 75 내지 89 중량%, 열가소성수지 10 내지 20 중량% 및 분산제 1 내지 5 중량%가 혼합되어 교반되는 것이 바람직하다.

중량분말체는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 의해 밸런스 웨이트의 적절한 비중을 결정하는 것으로, 비중이 다소 높은 금속분말이나 모래 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘의 조합이 적용될 수 있다.

중량분말체는 금속분말만을 사용하여 요구되는 밸런스 웨이트의 비중을 적합하게 조절할 수 있으나, 제품단가를 절감하게 위해서 모래를 적절하게 첨가하여 사용함이 바람직하다. 이 때 중량분말체에 금속분말이 너무 많이 첨가되면 밸런스 웨이트의 비중을 조절하기는 용이하나 제품의 원가가 너무 상승하는 단점이 있으며, 모래가 너무 많이 첨가되면 요구되는 밸런스 웨이트의 비중을 조절하기 곤란한 단점이 있으므로, 금속분말과 모래는 3 : 1 내지 5 : 1의 중량비율로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

또한 금속분말로는 구입하기 용이하고 가격이 비교적 저렴한 철가루가 사용되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한 금속분말과 모래는 제조공정 상에서 열가소성수지 내에 균일하게 분산될 수 있도록 각각 입경 0.1㎜ 내지 1㎜ 크기를 가지는 것이 바람직하다.

열가소성수지는 제조공정 상에서 용융되어 중량분말체와 골고루 혼합된 후, 냉각과정을 거치면서 경화되어 밸런스 웨이트의 몸체를 구성하는 것으로, 무자극성이며 경도 및 인장 강도가 우수하고 비교적 단가가 저렴한 폴리프로필렌(PP:polypropylene)이 사용되는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.

열가소성수지는 자체 특성상 완제품의 불량이 발생하더라도 완제품의 몸체를 구성하는 열가소성수지를 녹여 재사용할 수 있으므로, 불량품으로 인해 원료가 낭비되는 것을 방지하고, 종래에 불량품을 처리하는 비용 및 불량품을 폐기하는 과정에서 발생하는 환경오염을 예방할 수 있게 한다.

분산제는 중량분말체와 열가소성수지가 한 곳에 집중되지 않고 골고루 분산되어 서로 골고루 혼합되도록 하는 것으로, 통상의 그리스(grease) 오일이 사용되는 것이 바람직하지만 이에 한정하는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 의해 밸런스 웨이트의 표면특성이 향상되도록 상기 원료에 아크릴수지(acrylic resin)를 더 포함시킬 수 있다. 아크릴수지는 중량분말체 75 내지 89 중량%, 열가소성수지 10 내지 20 중량% 및 분산제 1 내지 5 중량%로 이루어지는 원료에 0.1 내지 3 중량%의 양으로 첨가되는 것이 바람직하다.

또한 전술한 혼합단계(S1) 이전에 중량분말체를 예열하는 예열단계(S0)가 행해지는 것이 바람직한데, 이러한 예열단계(S0)는 중량분말체를 혼합 전 사전 예열함으로써 특히 열가소성수지와 더욱 더 균일하게 잘 혼합됨과 동시에 더욱 균일하게 용융될 수 있도록 하는 단계이다. 예열단계(S0)에서 중량분말체는 100 내지 300℃ 온도로 예열되는 것이 바람직하다. 중량분말체를 미리 예열하여 줌으로써, 열가소성 수지와 혼합된 후 가열 용융 시 원하는 용융온도로 쉽게 높일 수 있어 용융시간 및 에너지 사용을 절감할 수 있고, 그에 따라 교반 및 혼합이 쉽게 이루어질 수 있다.

전술한 혼합단계(S1) 이후에는 용융단계(S2)가 행해지는데, 이 용융단계(S2)는 혼합단계(S1)를 거쳐 골고루 혼합된 원료를 100 내지 300℃ 온도에서 5 내지 20분 동안 용융하여 골고루 혼합되도록 하는 단계이다. 용융단계(S2)에서는 열가소성수지가 용융되면서 중량분말체인 금속분말 및 모래와 골고루 혼합되는데, 이 때 열가소성수지로 폴리프로필렌이 사용되는 경우에는 200 내지 250℃ 온도에서 10 내지 15분 동안 용융하여 원료가 골고루 혼합되도록 하는 것이 바람직하다.

전술한 용융단계(S2) 이후에는 사출성형단계(S3)가 행해지는데, 이 사출성형단계(S3)는 용융단계(S2)에서 용융된 원료를 사출금형에 압출하여 원하는 밸런스 웨이트의 형상으로 성형하는 단계이다. 사출성형단계(S3)에서는 원하는 밸런스 웨이트의 형상을 갖는 사출금형 내부로 용융된 원료를 압출기를 통해 제공한 후, 프레스와 같은 가압장치를 통해 200 내지 300톤(t)의 압력으로 가압하여 완제품인 밸런스 웨이트의 형상으로 성형되도록 한다. 상기 사출성형단계(S3)에서는 일정시간 가압하면서 금형을 칠러를 이용하여 냉각하여 줌으로써 빠른 시간 내에 밸런스 웨이트와 같은 소정의 형태가 유지되도록 할 수 있다. 따라서, 사출성형 후 원하는 밸렌스 웨이트의 형상을 유지한 채 다음 단계로 진행된다.

전술한 사출성형단계(S3) 이후에는 냉각단계(S4)가 행해지는데, 이 냉각단계(S4)는 성형단계(S3)를 거쳐 사출금형으로부터 탈거된 성형품을 냉각하여 완제품인 밸런스 웨이트로 최종 제조하는 단계이다. 냉각단계(S4)는 급속 수축에 따른 크랙방지를 위해 성형단계(S3)를 거쳐 사출금형으로부터 탈거된 성형품을 상온에서 대략 20 내지 30분 정도 냉각시키는 것이 바람직하지만, 실시예에 따라서는 칠러를 이용하여 수냉식(수조를 이용) 또는 공냉식 냉각방식을 통해 더 짧은 시간에 제품을 냉각시킬 수도 있다.

전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 밸런스 웨이트 및 그 제조방법의 경우에는 시멘트 또는 콘크리트의 성형 및 양생과정을 거쳐 제조되는 것이 아니라 금속분말과 모래 중 1종 이상의 중량분말체, 열가소성수지 및 분산제가 포함된 원료를 사출성형하여 제조됨에 따라 제조공정에 소요되는 시간과 인력을 절감시켜 생산성이 극대화될 수 있다. 또한, 시멘트를 사용하지 않고 재사용이 가능하기 때문에 친환경적인 제품이 될 수 있다.

또한 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 밸런스 웨이트 및 그 제조방법의 경우에는, 시멘트 또는 콘크리트의 성형 및 양생과정을 거치는 것이 아니라 금속분말과 모래 중 1종 이상의 중량분말체, 열가소성수지 및 분산제가 포함된 원료를 사출성형하여 제조됨에 따라, 제조 과정에서 제품의 불량이 발생하더라도 불량품이 사출성형을 위해 재사용 가능하므로, 불량품으로 인해 원료가 낭비되는 것이 방지될 뿐만 아니라 불량품의 폐기처리로 인한 비용발생과 환경오염이 미연에 방지될 수 있다. 또한, 황동이나 청동과 같은 고가의 금속을 사용하지 않기 때문에 비용을 대폭 절감할 수 있다는 장점도 있다.

이처럼 본 발명은 사출 성형을 통해 한 몸체로 형성된 완제품을 성형하기 때문에 완제품을 제작하는데 소요되는 시간이 짧아 제품의 생산성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 작업시간 및 인위적인 실수로 인한 불량품이 발생하는 등의 문제점을 해결하고 제품의 단가를 절감하여 제품의 가격경쟁력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 상기 열가소성 수지가 포함되는 원료를 용융하고, 그 원료를 사출하여 완제품으로 제작하여 제작과정에서 제품의 불량이 발생하더라도 불량품을 녹여 재사용 가능함으로, 불량품으로 인해 원료가 낭비되는 것을 방지하고, 종래에 불량품을 처리하는 비용 및 불량품을 폐기하는 과정에서 발생하는 환경오염을 예방할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정, 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

1 : 본체 2 : 고정홈
3 : 고정홀
10 : 합성수지 공급부 11 : 합성수지 공급용 호퍼
12 : 합성수지 피딩라인 13 : 스크류 컨베이어
14 : 모터 15 : 축
16 : 합성수지 예열 히터
20 : 비중체 공급부 21 : 비중체 공급용 호퍼
22 : 비중체 피딩라인 23 : 스크류 컨베이어
24 : 모터 25 : 축
26 : 비중체 예열 히터
30 : 압출기 31 : 주입구
32 : 배합라인 33 : 스크류 컨베이어
34 : 모터 35 : 축
36 : 히터 37 : 배출구
40 : 컷팅부 41 : 컷터
42 : 유압잭
50 : 계량부 51 : 로드셀
52 : 원료투입용기
60 : 금형부 61 : 금형
61 : 칠러
70 : 프레스
80 : 수조 81 : 이송 컨베이어

Claims (6)

1. 중장비용 밸런스 웨이트의 제조시스템에 있어서,
   열가소성 합성수지 공급용 호퍼; 상기 합성수지 공급용 호퍼의 하단에 설치되어 상기 합성수지를 공급하는 합성수지 피딩 라인; 및 상기 합성수지 피딩 라인 내부에 장착되어 상기 합성수지를 전방으로 공급하기 위한 스크류 컨베이어로 구성되는 합성수지 공급부;
   비중체 공급용 호퍼; 상기 비중체 공급용 호퍼의 하단에 설치되어 상기 비중체를 공급하는 비중체 피딩 라인; 및 상기 비중체 피딩 라인 내부에 장착되어 상기 비중체를 전방으로 공급하기 위한 스크류 컨베이어로 구성되는 비중체 공급부;
   상기 합성수지 공급부와 상기 비중체 공급부로부터 공급된 합성수지와 비중체가 함께 주입되는 주입구; 상기 주입구의 하단에 설치되는 배합라인; 상기 배합라인에 장착되어 상기 합성수지와 상기 비중체를 교반 및 배합하는 스크류; 및 상기 배합라인의 외주면에 장착되어 100 ~ 300℃의 온도로 상기 배합라인을 가열하는 히터;로 구성되는 압출기;
   상기 압출기를 통과한 상기 합성수지와 상기 비중체의 배합물을 일정량으로 공급하기 위한 컷팅부;
   상기 컷팅부의 하부에, 배합물 투입용기와 상기 배합물과 투입용기의 무게를 측정하기 위한 로드셀로 구성되어, 상기 컷팅부에서 공급된 배합물의 무게를 측정하는 계량부;
   상기 계량부를 통과한 배합물이 투입되는 밸런스 웨이트 금형부;
   상기 밸런스 웨이트 금형부에 투입된 배합물을 압착하여 제품을 만들기 위한 프레스; 및
   상기 압착된 제품을 냉각하기 위한 수조;
   로 구성되는 것을 특징으로 하는 중장비용 밸런스 웨이트의 제조시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 합성수지 피딩 라인 또는 비중체 피딩 라인 중 어느 하나의 외주면에는 예열 히터가 더 장착되고, 상기 예열 히터는 50 ~ 300℃로 상기 원료 또는 비중체를 가열하는 것을 특징으로 하는 중장비용 밸런스 웨이트의 제조시스템.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 밸런스 웨이트 금형부는, 상면과 하면의 면적이 측면에 비하여 더 큰 육면체 형상의 본체와, 상기 본체의 상하로 통공되어 볼트를 체결하여 상대품에 고정하도록 하는 고정홀과, 양측에 형성되어 위치를 고정하기 위한 고정홈의 형상으로 성형하기 위한 밸런스 웨이트 금형과, 상기 밸런스 웨이트 금형과 연결되어 상기 밸런스 웨이트 금형 내의 제품을 냉각하기 위한 칠러로 구성되는 것을 특징으로 하는 중장비용 밸런스 웨이트의 제조시스템.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 수조에는, 냉각이 완료된 밸런스 웨이트를 이송하기 위한 이송 컨베이어가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 중장비용 밸런스 웨이트의 제조시스템.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 합성수지와 상기 비중체의 배합비는, 합성수지 10 내지 20 중량%와 비중체 75 내지 89 중량%로 배합되고,
   상기 합성수지가 금형으로부터 용이하게 분리되도록 그리스 오일 1 내지 5 중량%가 상기 합성수지에 더 배합되는 것을 특징으로 하는 중장비용 밸런스 웨이트의 제조시스템.
   
6. 제1항의 시스템에 의해 제조되는 중장비용 밸런스 웨이트.

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