탈형을 위한 구동수단이 구비된 정반과 주형틀

탈형을 위한 구동수단이 구비된 정반과 주형틀 {Separating apparatus of base and flask}

본 발명은 탈형수단이 구비된 정반과 주형틀에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 원형(原型)이 구비된 정반(定盤)의 상부에 주형틀을 올리고 상기 주형틀 내부에 주물사를 부어 굳힌 후 상기 정반과 주형틀을 상호 분리하여 주형(鑄型)을 제작할 때, 상기 정반의 양측에 상부가 개방된 수납공간이 형성되고, 상기 수납공간에는 길이가변에 의해 상기 주형틀을 상방향으로 분리시키는 구동수단이 구비됨으로써, 상기 주형틀과 정반의 분리가 간편할 뿐만 아니라, 노동력과 작업시간을 단축시킬 수 있게 되며, 양측의 구동수단은 같은 속도로 승강될 수 있도록 동조밸브가 구비된 유압유닛과 연결됨으로써, 상기 주형틀을 수직 상방으로 편차없이 분리하게 되어 상기 정반 및 주형의 파손을 방지할 수 있게 되고, 최종적으로 생산되는 주물 제품의 불량률을 낮출 수 있는 탈형을 위한 구동수단이 구비된 정반과 주형틀에 관한 것이다.

일반적으로, 주조는 용해한 금속을 모래형이나 금형 등의 주형(mould) 속에 부어 넣고 응고시켜 각종 형태의 주물 제품을 생산하는 금속 가공 기법이다.

이러한 주조 제품을 얻기 위해서는 먼저, 주물 제품의 형체를 갖는 원형(原型)이 구비되어야 한다.

목재로 만들어진 원형을 목형(木型)이라고 하는데, 이와 같은 목형은 정반의 상부에 나무 등의 목재질을 주물 제품의 형태로 가공하여 반영구적인 목형의 상태로 사용하게 된다.

한편 대부분의 주물 제품의 경우 대형으로 제작되므로 대형 주물 제품의 제작을 위해 주조용 목형의 사이즈 역시 대형으로 제작되는 경우가 많다.

이러한 주조형 목형의 상부에 주형틀을 안착하고, 주물사를 부어 굳힌 후 주조형 목형과 주형틀을 분리하게 되는데 이때 목형에 가늘고 끝이 뾰족한 막대인 목형뽑개(draw spike)를 부착하여 외력에 의해 분리하였다.

또한, 종래에는 도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이, 대형 목형의 경우 주형틀(20)의 결착구(21)에 와이어(W) 등을 고정시키고 크레인의 후크(1)에 걸어 정반(10)과 주형틀(20)을 상부로 들어올린 상태에서, 상기 정반(10)의 둘레부에 해머 등으로 물리적 충격을 가하여 상기 정반(10)을 지면으로 떨어뜨려 분리하여 주형(40)을 제작하였다.

그러나, 상기 목형뽑개의 경우 대형 목형을 분리할때 편차가 발생하여 목형이나 주형이 깨져 결과적으로 주물 제품의 불량률이 발생하는 경우가 빈번하였다.

또한, 상기 정반(10)을 해머와 같은 물리적인 힘에 의한 충격으로 지면으로 분리시킬 경우 지면으로 떨어지는 정반(10)에 의해 작업자가 다치는 안전사고가 발생될 뿐만 아니라, 상기 원형(30)과 주형틀(20)을 분리하는 작업에 많은 시간과 노동력이 소모되는 문제점이 있었다.

그리고, 상기 정반(10)의 둘레부가 파손되어 상기 정반(10)을 다시 제작하여야 하는 번거로움이 있을뿐만 아니라, 상기 정반(10)이 수직하방으로 분리되지 않고, 편차가 발생하여 상기 원형(30) 및 주형(40) 역시 파손되어 보수를 하는 후작업이 필요하고, 최종적으로 생산되는 주물제품의 불량률이 높아지는 문제점 또한 있었다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 본 발명은, 정반의 양측에 상부가 개방된 수납공간이 형성되고, 상기 수납공간에는 길이가변에 의해 상기 주형틀을 상방향으로 분리시키는 구동수단이 구비됨으로써, 상기 주형틀과 정반의 분리가 간편할 뿐만 아니라, 노동력과 작업시간을 단축시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 상기 구동수단은 같은 속도로 승강될 수 있도록 동조밸브가 구비된 유압유닛과 연결되고, 상기 정반의 상부면에는 상기 주형틀이 상부로 분리될 때 상측으로 안내하는 가이드코어가 형성됨으로써, 상기 주형틀을 수직 상방으로 편차없이 분리하여 상기 정반 및 주형의 파손을 방지하고, 최종적으로 생산되는 주물 제품의 불량률을 낮출 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 해결하기 위한 본 발명의 탈형을 위한 구동수단이 구비된 정반과 주형틀은 주형(鑄型)을 제작하기 위해 상부면에 원형(原型)이 구비된 정반(定盤)과, 상기 정반 상부에 안착된 주형틀에 있어서, 상기 정반에는 상부가 개방된 수납공간이 형성됨과 아울러, 상기 수납공간에는 길이가변에 의해 상기 주형틀을 상방향으로 분리시키는 구동수단이 더 구비된 것을 특징으로 하는 탈형을 위한 구동수단이 구비된 정반과 주형틀을 제공한다.

또한, 상기 수납공간의 상부에는 상기 주형틀의 하부를 지지하여 상기 주형틀에 상기 가동수단의 상승력을 전달하는 받침판이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

이와 더불어, 상기 정반의 상부면 일측에는 상기 정반과 주형틀의 분리시 편차가 발생하지 않도록 상측으로 안내하는 가이드코어가 더 형성된 것을 특징으로 하는 구동수단이 구비된 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 의하면, 정반의 양측에 상부가 개방된 수납공간이 형성되고, 상기 수납공간에는 길이가변에 의해 상기 주형틀을 상방향으로 분리시키는 구동수단이 구비됨으로써, 상기 주형틀과 정반의 분리가 간편할 뿐만 아니라, 노동력과 작업시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 구동수단은 같은 속도로 승강될 수 있도록 동조밸브가 구비된 유압유닛과 연결되고, 상기 정반의 상부면에는 상기 주형틀이 상부로 분리될 때 상측으로 안내하는 가이드코어가 형성됨으로써, 상기 주형틀을 수직 상방으로 편차없이 분리하여 상기 정반 및 주형의 파손을 방지하고, 최종적으로 생산되는 주물 제품의 불량률을 낮출 수 있도록 하는 효과 또한 있다.

도 1은 종래 정반과 주형틀을 분리하는 실시예의 사진.
도 2는 종래 정반과 주형틀을 분리하는 실시예의 도면.
도 3은 본 발명에 대한 탈형을 위한 구동수단이 구비된 정반과 주형틀의 사시도.
도 4는 본 발명에 대한 탈형을 위한 구동수단이 구비된 정반과 주형틀 중 정반의 분해도.
도 5는 본 발명에 대한 탈형을 위한 구동수단이 구비된 정반과 주형틀 중 구동수단과 결합된 유압유닛을 개략적으로 도시한 흐름도.
도 6은 본 발명에 대한 탈형을 위한 구동수단이 구비된 정반과 주형틀의 다른 실시예도.
도 7은 본 발명에 대한 탈형을 위한 구동수단이 구비된 정반과 주형틀의 또 다른 실시예도.
도 8은 본 발명에 대한 탈형을 위한 구동수단이 구비된 정반과 주형틀의 사용상태도.

본 발명의 탈형을 위한 구동수단이 구비된 정반과 주형틀을 첨부된 도면과 대비하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 대한 탈형을 위한 구동수단이 구비된 정반과 주형틀의 사시도이며, 도 4는 본 발명에 대한 탈형을 위한 구동수단이 구비된 정반과 주형틀 중 정반의 분해도이고, 도 5는 본 발명에 대한 탈형을 위한 구동수단이 구비된 정반과 주형틀 중 구동수단과 결합된 유압유닛을 개략적으로 도시한 흐름도이다.

먼저, 주형을 제작하기 위해 원형(110)이 일체로 형성된 정반(100)의 상부에 주형틀(200)을 올린 후, 상기 주형틀(200) 내측에 주물사를 부어 굳힌 다음 상기 원형(110)과 주형틀(200)을 분리하게 된다.

상술한 내용은 용해한 금속을 부어 주조 제품을 만들기 위한 주형을 제작하는 일반적인 방법이다.

본 발명의 탈형을 위한 구동수단이 구비된 정반과 주형틀은, 도 3 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 정반(100)에는 상부가 개방된 수납공간(120)이 형성됨과 아울러, 상기 수납공간(120)에는 길이가변에 의해 상기 주형틀(200)을 상방향으로 분리시키는 구동수단(300)이 더 구비된다.

상기 구동수단(300)은 유압실린더, 에어실린더 또는 감속모터가 구비된 작기(jack) 중 어느 하나로 구비되며, 바람직하게는 유압실린더(310)로 형성된다.

또한, 상기 수납공간(120)은 상기 구동수단(300)이 상기 정반(100)의 측면에서 삽입될 수 있도록 일측이 개방된 형태로 형성된다.

그리고, 상기 수납공간(120)의 상부에는 상기 주형틀(200)의 하부를 지지하여 상기 주형틀(200)에 상기 유압실린더(310) 상승력을 전달하는 받침판(140)이 구비되며, 상기 수납공간(120)의 상단 둘레에 상기 받침판(140)이 안착되는 안착턱(121)이 형성된다.

이와 더불어, 상기 받침판(140)은 내구성이 강한 금속판으로 형성됨으로써, 상기 주형틀(200)의 하부면 일부를 상기 구동수단(300)보다 넓은 면적으로 지지함으로써, 상기 유압실린더(310)의 상승력을 상기 주형틀(200)에 안정적으로 전달할 수 있게 된다.

또한, 상기 받침판(140)은 장시간 사용하여 변경될 경우 새로운 금속판으로 교체할 수 있다.

그리고, 상기 유압실린더(310)는 상기 정반(100)의 양측에 대칭되도록 구비되고, 동조밸브(326)가 구비된 유압유닛(320)에 연결된다.

이와 더불어, 상기 동조밸브(326)가 구비된 유닛(320)은 도 5에 도시한 바와 같이, 일측에 레벨게이지(321)가 구비된 오일탱크(T)가 형성되며, 상기 오일탱크(T)에 저장된 오일이 모터(322)와 인가된 유압펌프(323)에 의해 상기 동조밸브(326)를 거쳐 상기 각 유압실린더(310)에 공급된다.

상기 동조밸브(326)는 한 개의 라인으로 들어오는 유량을 상기 정반(100)의 양측에 구비된 각 유압실린더(310)에 동일유량을 분배하여 상기 유압실린더(310)의 실린더로드(311)가 같은 속도로 승강하게 된다.

따라서, 상기 피스톤로드(311)가 같은 속도로 승강되어 상기 주형틀(200)을 수직 상방향으로 편차없이 분리할 수 있게 된다.

그리고, 상기 유압실린더(310)는 단동실리더 또는 복동실린더로 구비될 수 있으나, 상기 실린더로드(311)가 유압에 의해 전진 및 후진을 하는 복동실린더로 구비됨이 바람직하다.

또한, 상기 유압펌프(323)와 상기 동조밸브(326) 사이에는 유압의 방향을 제어하는 솔레노이드밸브(324) 및 상기 유압실린더(310)의 실린더로드(311)가 자유낙하되는 것을 방지하기 위한 체크밸브(325)가 형성됨과 아울러, 상기 유압실린더(310)와 상기 동조밸브(326) 사이에는 상기 실린더로드(311) 승,하강 속도를 제어하기 위한 유량제어밸브(328)가 구비되고, 상기 동조밸브(326)에서 분배된 유체를 상기 각 유압실린더(310)로 유입시키는 유압호스(327)가 구비된다.

이와 더불어, 상기 주형틀(200) 및 상기 주형틀(200) 내의 주물사 무게가 20ton 이하인 경우에 상기 구동수단(300)은 공압실린더 및 공압유닛으로 구성될 수 있으며, 30~20ton의 대형인 경우에는 상기 구동수단(300)이 상기 동조밸브(326)가 구비된 상기 유압유닛(320)이 원활하게 작동될 수 있도록 유압실린더(310)로 형성된다.

그리고, 본 발명의 탈형을 위한 구동수단이 구비된 정반과 주형틀 중 상기 정반(100)의 상부에는 주물 제품을 제작하기 위한 상기 원형(110)이 일체로 형성되며, 상기 정반(100)과 원형(110)은 목재로 형성된다.

또한, 상기 정반(100)의 상부면에는 상기 정반(100)과 주형틀(200)의 분리시 높이 편차가 발생되지 않도록 상측으로 안내하는 가이드코어(130)가 하나 이상 더 구비되며, 상기 가이드코어(130)는 상부로 갈수록 직경이 축소되는 원통형으로 상기 정반(100)의 상부면에 일체로 형성된다.

이러한 상기 유압실린더(310) 및 상기 가이드코어(130)는 상기 정반(100)과 주형틀(200)이 분리될 때 편차에 의해 상기 원형(110) 및 주형(220)이 파손되는 것을 방지하여 최종적으로 생산되는 주물 제품의 불량률을 낮출 수 있게 된다.

그리고, 도 6 및 도 7은 본 발명의 탈형을 위한 구동수단이 구비된 정반과 주형틀의 다른 실시예도이다.

일반적인 정반(100')과 주형틀(200')에 본 발명의 상기 유압실린더(310)를 구비하기 위해 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 정반(100')의 양측에 상기 유압실린더(310)를 안착시키는 안착구(150)가 형성되고, 상기 유압실린더(310)의 실린더로드(311)의 상단과 밀착되는 상기 받침판(140)은 상기 주형틀(200')의 측면에 용접 등의 방법으로 고정되어 구비되게 된다.

또한, 상기 유압실린더(310)는 상기 동조밸브(326)가 구비된 유압유닛(320)과 연결되게 된다.

따라서, 유압실린더(310)의 실린더로드(311)가 상승되어 상기 받침판(140)과 연결된 상기 주형틀(200')을 수직상방으로 들어올려 분리한다.

또한, 상기 구동수단(300)은 도 7에 도시한 바와 같이, 감속모터(351)와 결합된 작기(jack)(350)로 형성될 수 있다.

상기 작기(350)는 중량체를 상부로 들어올리는 공지된 기술로써, 상기 안착구(150)에 구비되며, 상단이 상기 받침판(140)과 밀착된다.

또한, 상기 작기(350)는 상기 정반(100')의 양측에 형성되고, 상기 작기(350)의 회전축 일단에 상기 감속모터(351)의 축이 결합되는데 이때, 상기 각 감속모터(351)는 하나의 ON/OFF 스위치로 동시에 작동하여 양측의 상기 작기(350)가 동일하게 승강하게 된다.

이하, 본 발명의 탈형을 위한 구동수단이 구비된 정반과 주형틀에 대한 분리과정을 첨부된 도면과 대비하여 그 실시예를 바람직하게 설명하면 다음과 같다.

도 8은 본 발명에 대한 탈형을 위한 구동수단이 구비된 정반과 주형틀의 사용상태도이다.

먼저, 상기 주형틀(200)의 양측에 구비된 결착구(210)에 크레인 등의 후크(1)에 체결된 와이어(W)를 고정한 상태에서, 유압유닛(320)에서 발생한 유압이 상기 동조밸브(326)를 통해 상기 정반(100)의 수납공간(120)에 구비된 각 유압실린더(310)에 상기 유압호스(327)를 통해 균일하게 공급되게 된다.

따라서, 상기 유압실린더(310)에는 같은 양의 유체가 유입되어 상기 피스톤로드(311)가 같은 속도로 상승하게 된다.

또한, 상기 주형틀(200)의 하부를 지지하는 상기 받침판(140)이 상기 수납공간(120)의 상단에 구비된 안착턱(121)에 구비되고, 상기 실린더로드(311)의 끝단이 상기 받침판(140)의 하부에 밀착되어 상기 받침판(140)을 통해 상기 주형틀(200)을 수직상방으로 들어올려 상기 정반(100)과 상기 주형틀(200)은 작업자가 물리적인 힘을 가하지 않고 분리될 수 있게 된다.

이와 더불어, 상기 정반(100)의 상부면에 일체로 구비된 상기 가이드코어(130)가 상기 주형틀(200)이 분리될때 가이드역할을 하여 상기 정반(100)에서 상기 주형틀(200)을 편차 없이 수평으로 들어올릴 수 있게 된다.

그리고, 상기 주형틀(200)이 상기 원형(110)의 상부까지 상승되면, 상기 크레인을 통해 상기 주형틀(200)을 작업장으로 이동시키게 된다.

이상에서와 같이 상술한 실시예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

1. 후크 100. 정반
110. 원형 120. 수납공간
130. 가이드코어 140. 받침판
200. 주형틀 210. 결착구
220. 주형 300. 구동수단
310. 유압실린더 320. 유압유닛
350. 작기(jack)
W.와이어