KR100851457B1 - 축압기의 가스충전장치 및 이 가스충전장치를 갖춘 사출장치 - Google Patents

축압기의 가스충전장치 및 이 가스충전장치를 갖춘 사출장치 Download PDF

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Abstract

성형장치의 사출장치에 사용되는 축압기에 가스수용체로부터 소망하는 압력의 작동가스를 쉽게 압축충전할 수 있음과 더불어, 가스수용체의 작동가스를 남김없이 사용할 수 있는 축압기의 가스충전장치 및 이 가스충전장치를 구비한 사출장치를 제공하기 위한 것으로,
성형장치의 사출실린더(2)를 구동하는 액압회로(11)에 접속되어, 성형재료의 사출충전에 필요한 액압을 상기 사출실린더(2)로 공급할 수 있는 축압기(31, 41)에 필요한 압력의 작동가스를 충전하는 축압기의 가스충전장치에 있어서, 가스수용체(80)에 수용된 작동가스를 상기 액압회로(11)에 액압을 공급하는 액압원(21)으로부터의 액압을 이용해서 당해 가스수용체(80) 내의 작동가스의 압력보다 승압시켜 상기 축압기(31, 41)에다 충전하게 되는 가스충전장치(51)를 갖춘 구조로 되어 있다.

Description

축압기의 가스충전장치 및 이 가스충전장치를 갖춘 사출장치 {Gas filling device for accumulator and discharging apparatus with gas filling device}
도 1은 본 발명의 제1실시에 따른 사출장치의 구성을 나타낸 도면,
도 2는 제어부에 접속되는 조작패널의 1예를 나타낸 도면,
도 3은 사출장치에서 사출압용 축압기로 질소가스가 압축충전되는 동작을 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 3에 도시된 동작에 이어 질소가스가 압축충전되는 동작을 설명하기 위한 도면,
도 5는 도 4에 도시된 동작에 이어 질소가스가 압축충전되는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
(참조부호의 설명)
1 - - - - 사출장치 2 - - - - 사출실린더
3 - - - - 사출용 피스톤 4 - - - - 승압용 피스톤
31 - - - - 사출속도용 축압기 32 - - - - 실린더장치
41 - - - - 사출압용 축압기 42 - - - - 실린더장치
51 - - - - 가스충전장치 52 - - - - 배관
53 - - - - 실린더장치 53a- - - - 피스톤
54, 55 - - - 체크밸브 60, 61, 62, 63 - - 압력스위치
70 - - - - 제어부 80 - - - - 가스수용체
본 발명은 예컨대 다이캐스팅 주조기나 사출성형장치와 같은 성형장치에서 성형재료를 사출하는 데 필요한 에너지를 공급하는 데 쓰이는 축압기(Accumulator)에 작동가스를 충전하는 축압기의 가스충전장치에 관한 것이다.
다이캐스팅 주조기는, 금형에 대해 설치된 사출장치의 슬리이브에 용융금속을 공급하고서 플런저를 구동시켜 금형의 캐비티 내에다 용융금속을 충전함으로써 다이캐스트제품을 주조하게 된다.
상기 사출장치로서는, 예컨대, 사출실린더, 플런저에 연결되고서 이 사출실린더에 내장된 피스톤, 사출실린더를 구동하는 유압회로 등을 갖춘 것이 알려져 있다. 그리고, 이 유압회로에는 용융금속을 금형으로 사출하는 데 필요한 유압을 공급하기 위한 축압기 및 금형에 용융금속을 충전한 후 승압하는 데 필요한 유압을 공급하기 위한 축압기가 접속된 것이 알려져 있다.
사출장치에 사용되는 축압기(縮壓器)에는 예컨대 질소가스와 같은 작동가스 가 압축충전되도록 되어 있다. 축압기에다 작동가스를 압축충전하기 위해서는, 예컨대 압축된 작동가스를 수용하는 가스봄배와 같은 가스수용체에다 직접 접속시켜, 가스수용체로부터 축압기로 작동가스를 공급함으로써 이루어지도록 되어 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 방법에서는 가스수용체에 수용된 작동가스의 압력이 축압기에 요구되는 충전압력보다 높아야 할 필요가 있게 되고, 그 때문에 요구되는 압력의 작동가스를 수용하는 가스수용체를 입수할 수 없는 경우에는 축압기에 작동가스를 충전할 수 없게 된다고 하는 문제가 있게 된다.
또, 상기와 같은 방법에서 축압기에 작동가스를 충전하게 되면, 축압기의 충전압력과 가스수용체의 작동가스의 압력이 같아진 후에는 가스수용체로부터 축압기로 작동가스를 보낼 수가 없게 된다. 그 때문에 가스수용체 내에 작동가스가 남아있음에도 불구하고 가스수용체에 작동가스를 다시 충전해서 압력을 높일 필요가 있게 되어, 가스수용체의 사용효율이 떨어진다고 하는 문제도 있게 된다.
본 발명은 이와 같은 문제를 감안해서 발명된 것으로, 성형장치의 사출장치에 사용되는 축압기에 가스수용체로부터 소망하는 압력의 작동가스를 간단히 압축충전할 수 있음과 더불어, 가스수용체의 작동가스를 낭비 없이 사용할 수 있는 축압기의 가스충전장치 및 이 가스충전장치를 구비한 사출장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 축압기의 가스충전장치는, 성형장치의 사출실린더를 구동하는 액압회로에 접속되어, 성형재료의 사출에 필요한 액압을 상기 사출실린더로 공급할 수 있는 축압기에 필요한 압력의 작동가스를 충전하는 축압기의 가스충전장치에 있어서, 가스수용체에 수용된 작동가스를 상기 액압회로에 액압을 공급하는 액압원으로부터의 액압을 이용해서 당해 가스수용체 내의 작동가스의 압력보다 높게 승압시켜 상기 축압기에다 충전하는 가스충전수단을 갖춘 구조로 되어 있다.
여기서, 상기 가스충전수단이, 상기 가스수용체와 상기 축압기를 연통하는 배관에 접속되어, 상기 액압회로에 액압을 공급하는 액압원으로부터 액압을 공급받아, 상기 배관에서 유입되는 작동가스를 압축하게 되는 피스톤을 내장하는 실린더장치와, 상기 배관과 실린더장치와의 접속부를 사이에 두고서 상기 배관의 축압기쪽 및 가스수용체쪽에 각각 설치되어, 상기 가스수용체로부터 상기 축압기를 향해 작동가스가 유입되는 것을 허용하고 상기 가스수용체로 작동가스가 역류하는 것을 저지하는 제1 및 제2체크밸브 및, 상기 실린더장치로 액압이 공급되는 것을 제어해서 상기 축압기 내의 작동가스압력이 소망하는 압력에 도달하기까지 상기 피스톤을 왕복동시키는 제어수단을 갖도록 하는 것이 바람직하다.
또, 본 발명에 따른 사출장치는, 성형장치의 금형에다 성형재료를 사출하는 사출장치에 있어서, 사출실린더와, 이 사출실린더를 구동하는 액압회로, 이 액압회로에 필요한 액압을 공급하는 액압원, 성형재료의 사출충전에 필요한 액압을 상기 사출실린더로 공급하게 되는 축압기와, 가스수용체에 수용된 작동가스를 상기 액압원으로부터의 액압을 이용해서 당해 가스수용체 내의 작동가스의 압력보다 높도록 승압시켜 상기 축압기에 충전하는 충전수단을 갖춘 구조로 되어 있다.
이상과 같이 구성됨으로써, 예를 들어 속이 비거나 압력이 저하된 축압기와 가스수용체를 배관으로 접속시키면, 가스수용체에 압축충전된 작동가스의 압력이 축압기 내의 압력보다 높은 경우에는 스스로의 압력에 의해 제1 및 제2체크밸브를 거쳐 축압기로 자연히 유입되게 된다.
축압기 내의 작동가스의 압력과 가스수용체 내의 작동가스의 압력이 같아지면, 가스수용체로부터 축압기로 작동가스가 유입되는 것이 정지된다.
이 상태에서 액압원으로부터 액압을 액압실린더장치로 공급해서 피스톤을 구동하게 되면, 축압기와 제2체크밸브 사이에 존재하는 작동가스가 압축되어 압력이 상승하여 축압기에 충전되게 된다. 이렇게 해서 압력이 높여진 축압기 내의 작동가스는, 제1체크밸브에 의해 가스수용체로 역류하는 것이 저지되게 된다. 따라서, 피스톤을 왕복동시킬 때마다 승압된 작동가스가 축압기 내에 충전되게 된다.
축압기 내의 작동가스의 압력이 소망하는 압력에 도달한 후에는 피스톤의 왕복동이 정지되어, 축압기에 작동가스가 압축충전되는 것이 끝나게 된다.
(실시예)
이하 본 발명의 실시예에 대해 도면을 참조로 해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 사출장치의 구성을 나타낸 도면이다. 이 실시예의 사출장치는, 다이캐스팅 주조기의 금형에 대해 설치되어 금형 내에 알 미늄합금 등의 용융금속을 사출하게 된다.
도 1에서, 사출장치(1)는, 사출실린더(2)와 유압회로(11), 유압원(油壓源; 21), 사출속도용 축압기(31), 사출압용 축압기(41) 및, 가스충전장치(51)를 구비하도록 되어 있다. 도 1에서의 참조부호 50은 스톱밸브이다.
상기 사출실린더(2)에는 내부에 사출용 실린더(3)와 승압용 피스톤(4)이 직렬로 내장되어 있는 바, 그 중 사출용 실린더(3)는 도시되지 않은 플런저를 구동하기 위한 피스톤으로서, 플런저로드를 매개로 플런저에 연결되어 있다. 또, 이 플런저는 도시되지 않은 슬리이브에 끼워맞춰져 이 슬리이브로 공급된 용융금속을 금형의 캐비티 내부를 향해 압출하게 된다.
상기 승압용 피스톤(4)은, 금형의 캐비티에 용융금속이 충전된 상태에서 다시 플런저를 압압하기 위한 힘을 사출용 피스톤(3)의 뒤에서 부여하기 위한 피스톤이다.
상기 유압원(21)은 유압회로(11)에 필요한 유압을 공급하는 것으로, 이 유압원(21)은 예컨대 유압펌프에 의해 구성되게 된다.
상기 유압회로(11)는, 유압원(21)으로부터의 작동유를 실린더(2)로 공급해서 사출용 피스톤(3) 및 승압용 피스톤(4)을 구동시키기 위한 회로인 바, 이 유압회로(11)는 유압원(21)과 사출용 실린더(2) 사이에 솔레노이드밸브(12)와 체크밸브(13, 14) 및 개폐팰브(15, 16) 등을 구비하도록 되어 있다.
여기서, 상기 솔레노이드밸브(12)는 사출실린더(2)로 작동유를 공급하거나 차단하는 것을 제어하기 위한 것이고, 상기 체크밸브(13, 14)는 상기 솔레노이드밸 브(12)쪽으로 작동유가 역류하는 것을 저지하기 위한 밸브이고, 상기 개폐밸브(15, 16)는 상기 사출실린더(2)의 사출용피스톤(3)쪽 및 승압용 피스톤(4)쪽으로 작동유를 공급하는 배관을 개폐하기 위한 밸브이다.
상기 사출속도용 축압기(31)는 피스톤(32a)을 내장하는 실린더장치(32)에 접속되도록 되어 있는 바, 이 실린더장치(32)는 사출실린더(2)의 사출용 피스톤(3)쪽에 배관에 의해 접속되도록 되어 있다.
이 사출속도용 축압기(31)는 예컨대 질소가스로 된 작동가스가 압축충전되어 있어서, 용융금속을 금형 내로 사출할 때, 압축충전된 작동가스를 실린더장치(32)로 출력하게 된다. 그에 따라 실린더장치(32) 내에 내장된 피스톤(32a)이 구동되어, 이 피스톤(32a)에 의해 실린더장치(32)에 있는 작동유가 사출실린더(2)를 향해 압출되어 사출용 피스톤(3)이 구동될 수 있게 된다.
한편, 사출속도용 축압기(31)로부터 공급된 압력에 의해 실린더장치(32)의 상단쪽에서 하단쪽을 향해 이동한 피스톤(32a)은, 사출이 완료된 후에 유압원(21)으로부터의 유압에 위해 사출속도용 축압기(31)의 압력에 대항해서 실린더장치(32)의 상단쪽으로 되돌려지게 된다.
또, 상기 사출압용 축압기(41)는 피스톤(42a)을 내장하는 실린더장치(42)에 접속되도록 되어 있는 바, 이 실린더장치(42)는 사출실린더(2)의 승압용 피스톤(4)쪽에 배관에 의해 접속되도록 되어 있다.
이 사출압용 축압기(41)는, 예컨대 질소가스로 된 작동가스가 압축충전되어 있어서, 용융금속이 충전된 금형 내의 압력을 다시 상승시킬 때 작동가스를 실린더장치(42)로 공급하게 된다. 그에 따라 실린더장치(42) 내의 피스톤(42a)이 구동되어, 이 피스톤(42a)에 의해 실린더장치(42)에 있는 작동유가 사출실린더(2)를 향해 압출되어 승압용 피스톤(4)이 구동되게 된다.
한편, 상기 사출압용 축압기(41)로부터 공급된 압력에 의해 실린더장치(42)의 상단쪽에서 하단쪽을 향해 이동한 피스톤(42a)은, 사출이 완료된 후에, 유압원(21)으로부터의 유압에 의해 사출압용 축압기(41)의 압력에 대항해서 실린더장치(42)의 상단쪽으로 되돌아가게 된다.
상기 가스충전장치(51)는, 작동가스를 수용하는 가스수용체(80)와 사출속도용 축압기(31) 및 사출압용 축압기(41)를 관통하는 배관(52)과, 이 배관(52)에 접속된 승압실린더(53) 및, 제어부(70)를 갖도록 되어 있다.
또 상기 배관(52)은 한쪽 끝이 가스수용체(80)와 접속되도록 되어 있고, 분기된 다른쪽 끝은 사출속도용 축압기(31) 및 사출압용 축압기(41)와 각각 접속될 수 있게 되어 있다.
그리고, 이 배관(52)의 양쪽 끝에는 각각 스톱밸브(50)가 설치되어 있다.
또, 이 배관(52)의 분기되어 있지 않은 부분에는 2개의 체크밸브(54, 55)가 설치되도록 되어 있는 바, 이들 체크밸브(54, 55)는 배관(52)이 가스수용체(80)와 사출속도용 축압기(31) 또는 사출압용 축압기(41)와 접속된 상태에서, 가스수용체(80)로부터 사출속도용 축압기(31) 또는 사출압용 축압기(41)를 향하는 작동가스의 유입을 허용하고 가스수용체(80)로 작동가스가 역류하는 것을 저지하게 된다.
또한 상기 배관(52)의 체크밸브(54)와 스톱밸브(50) 사이에는 압력스위치(62. 63)가 접속되어 있는 바, 이들 압력스위치(62, 63)는 제어부(70)와 접속되어 있어서, 배관(52) 내의 압력이 미리 설정해 놓은 압력이 되었는지를 검출해서 그 검출신호(62s, 63s)를 제어부(70)로 출력하게 된다.
승압실린더장치(53)는 한쪽 끝이 배관(52)의 체크밸브(54, 55) 사이에 접속되고, 다른쪽 끝은 배관(69)에 의해 유압원(21)과 접속되도록 되어 있다. 이 승압실린더장치(53)에는 피스톤(53a)이 내장되어 있는 바, 이 피스톤(53a)은 유압원(21)으로부터 공급되는 유압에 의해 구동되게 된다.
한편, 상기 배관(69)에는 유량조정밸브(65) 및 솔레노이드밸브(66)가 설치되어 있는 바, 상기 유량조정밸브(65)는 배관(69)을 통해 승압실린더장치(53)로 공급되는 작동유의 유량을 조정해서 승압실린더장치(53) 내의 피스톤(53a)의 이동(상승)속도를 조정하게 된다.
또, 상기 솔레노이드밸브(66)는, 제어부(70)에 접속되어, 배관(69)을 통해 승압실린더장치(53)로 공급되는 작동유의 공급과 차단을 행하는 밸브이다. 이 솔레노이드밸브(66)는 제어부(70)에 의해 솔레노이드가 ON-OFF되게 된다.
그리고, 상기 솔레노이드밸브(66)와 승압실린더장치(53) 사이의 배관(69)에는 압력스위치(60, 61)가 접속되어 있는 바, 이들 압력스위치(60, 61)는 제어부(70)에 접속되어, 배관(69) 내의 압력이 미리 설정된 압력으로 되었는지를 검출해서 검출신호(60s, 61s)를 출력하게 된다.
구체적으로는, 압력스위치(60)가 배관(69)의 하한압력(下限壓力)을 검출하 고, 압력스위치(61)는 배관(69) 내의 상한압력을 검출하게 된다.
상기 제어부(70)는 압력스위치(60, 61, 62, 63)의 검출신호가 입력되어, 이들 검출신호에 기해 솔레노이드(66)의 제어를 행하게 된다. 이에 대한 구체적인 처리순서에 대해서는 다음에 설명한다.
또, 상기 제어부(70)에는 예컨대 도 2에 도시된 조작패널(90)이 접속되어 있는 바, 이 조작패널(90)은 사출속도용 축압기(31)와 사출압용 축압기(41) 중 어느 것에다 작동가스를 충전할 것인가를 선택하는 스위치(SW1), 작동가스의 충전을 개시하는 스위치(SW2) 및, 작동가스의 충전을 정지시키는 스위치(SW3) 등을 구비하고 있다. 따라서, 상기 제어부(70)는 이들 제어스위치(SW1 ~ SW3)로부터의 신호에 대응해서 솔레노이드밸브(66)를 제어하게 된다.
다음에는 상기와 같이 구성된 사출장치(1)에서 사출압용 축압기(41)로 질소가스가 압축충전되는 동작의 1예에 대해 도 2 ~ 도 4를 참조로 해서 설명한다. 한편, 사출속도용 축압기(31)로 압축충전하는 동작은 사출압용 축압기(41)로 압축충전하는 것과 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다.
먼저, 앞에서 설명한 조작패널(90)의 스위치(SW1)를 조작해서 사출압용 축압기(41)로 가스를 충전하도록 선택한다.
그리고, 작동가스가 충전되지 않은 상태로 있는 축압기(41)와 배관(52)을 도 3에 도시된 것과 같이 접속하고, 또 가스수용체(80)와 배관(52)을 접속한다.
다음에는, 가스수용체(80)의 근방 및 사출압용 축압기(41)의 근방의 각 스톱밸브(50)를 개방한다.
이와 같이 상기 각 스톱밸브(50)를 개방하면, 가스수용체(80)와 사출압용 축압기(41)가 배관(52)을 통해 연통하게 된다. 그에 따라, 가스수용체(80)에 압축충전된 작동가스가 배관(52)을 통해 사출압용 축압기(41)로 자연스럽게 유입되게 된다.
이때, 상기 가스수용체(80)의 작동가스는 배관(52)에 접속된 실린더(53) 내에도 유입되게 됨으로써, 실린더(53)의 피스톤(53a)이 화살표(A2)방향으로 압압되어 실린더(53)의 하강한도까지 이동하게 된다.
이 경우, 상기 가스수용체(80)의 압력은 작동가스의 유출에 따라 하강하게 된다. 한편, 사출압용 축압기(41) 및 승압실린더장치(53) 내의 압력은 작동가스가 유입됨에 따라 상승하게 된다.
이렇게 해서 가스수용체(80)의 압력과 사출압용 축압기(41) 및 승압실린더장치(53) 내의 압력이 같아지게 되면, 가스수용체(80)로부터 사출압용 축압기(41) 및 승압실린더장치(53)로 작동가스가 자연스럽게 유입되는 것이 끝나게 된다.
이와 같은 상태에 도달한 후 유압원(21)의 유압펌프를 운전상태가 되도록 한다. 한편, 배관(69)에 설치된 스톱밸브(50)를 열어놓는다.
그리고, 조작패널(90)의 스위치(SW2)를 조작해서 솔레노이드밸브(6)를 구동하여 유압원(21)으로부터 승압실린더장치(53)로의 작동유의 충전이 시작되도록 한다.
이때, 유압원(21)에서 소정의 압력을 가진 작동유가 배관(69)을 통해 솔레노이드밸브(66)로 공급되도록 한다. 이 솔레노이드밸브(66)는, 조작반(90)의 스위치(SW2)를 조작하게 되면 제어부(70)로부터 솔레노이드를 여자(勵磁)하는 전력이 공급되게 되고, 그에 따라 배관(69)을 통해 유압원(21)에서 공급된 작동유가 솔레노이드밸브(66)를 통과해서 승압실린더장치(53)로 공급되게 된다.
승압실린더장치(53)로 작동유가 공급되면, 도 4에 도시된 것과 같이 승압실린더장치(53) 내의 피스톤(53a)이 화살표(A1)방향으로 이동(상승)하여 승압실린더장치(53) 내에 유입되어 있는 작동가스를 압축하게 된다.
한편, 피스톤(53a)에 의해 압력이 상승하게 되는 작동가스는 체크밸브(55)에 의해 가스수용체(80)쪽으로 역류하는 것이 저지되도록 되어 있다.
승압실린더장치(53)의 피스톤(53a)이 화살표(53a)방향으로 상승해감에 따라 배관(52) 내의 작동가스의 압력이 상승하게 되어, 이 피스톤(53a)이 승압실린더장치(53)로 공급된 작동유의 유압과 작동가스에 의한 힘이 같게 되는 위치(상단측)까지 이동하게 된다.
피스톤(53a)이 승압실린더장치(53)의 상기 상단측으로 이동하게 되면, 솔레노이드밸브(66)를 통해 승압실린더장치(53)로 공급되는 작동유의 유압은 유압원(21)에서 발생하게 되는 유압과 대체로 같아지게 된다. 이때 압력스위치(60)가 솔레노이드밸브(66)를 통해 승압실린더장치(53)로 공급되는 작동유의 유압이 유압원(21)에서 발생하는 유압과 대략 같아지면 ON 되어져 출력신호(60s)를 제어부로 출력하게 된다. 한편, 배관(69)과 압력스위치(60) 사이의 스톱밸브(50)는 열려져 있게 된다.
제어부(70)는 압력스위치(60)가 ON 됨에 따라 검출신호(60s)가 입력되면, 솔레노이드밸브(66)의 솔레노이드로 전력이 공급되는 것을 차단하게 되고, 그에 따라 솔레노이드밸브(66)을 경유하는 작동유가 유압원(21)로부터 승압실린더장치(53)로 공급되는 것이 차단되어, 가스수용체(80)로부터 공급되는 작동가스의 압력이 승압실린더장치(53) 내의 작동유를 솔레노이드밸브(66)에 접속된 탱크로 배출되게 한다.
승압실린더장치(53) 내의 작동유가 배출됨에 따라 승압실린더장치(53) 내의 피스톤(53a)은 도 5에 도시된 것과 같이 화살표(A2)방향으로 하강하게 된다. 이와 같이 승압실린더장치(53) 내의 피스톤(53a)이 화살표(A2)방향으로 하강함에 따라 승압실린더장치(53) 내로 작동가스가 다시 유입되어, 배관(52)의 체크밸브(54, 55) 사이의 작동가스의 압력이 저하되게 된다. 한편, 사출압용 축압기(41) 내의 작동가스의 압력은 체크밸브(54)에 의해 작동가스의 역류가 저지되기 때문에 저하되지 않게 된다.
승압실린더장치(53) 내의 피스톤(53a)이 승압실린더장치(53)의 하강한도까지 이동하게 되면, 솔레노이드밸브(66)와 승압실린더장치(53) 사이의 작동유의 유압이 최저상태로 된다.
압력스위치(61)는 솔레노이드밸브(66)와 승압실린더장치(53) 사이의 작동유의 유압이 최저로 되면 ON 되어져, 출력신호(61s)를 제어부(70)로 출력하게 된다. 또, 배관(69)과 압력스위치(61) 사이의 스톱밸브(50)는 열려져 있게 된다.
제어부(70)는 압력스위치(61)가 ON 됨으로써 검출신호(61s)가 입력되면, 솔레노이드밸브(66)의 솔레노이드로 전력의 공급이 재개되고, 그에 따라 솔레노이드밸브(66)로부터 승압실린더장치(53)로의 작동유공급이 재개되어 피스톤(53a)이 상 승하게 된다.
상기와 같이, 솔레노이드밸브(66)의 구동, 정지에 의해 피스톤(53a)의 상승과 하강이 되풀이됨으로써, 사출압용 축압기(41) 내의 작동가스의 압력이 피스톤(53a)이 상승할 때마다 상승하게 된다.
배관(52)의 체크밸브(54)의 상류쪽에 접속된 압력스위치(63)는 사출압용 축압기(41) 내의 작동가스의 압력이 소정의 압력에 도달하게 되면 ON 되어져 검출신호(61s)를 제어부(70)로 출력하게 된다.
또, 상술한 사출압용 축압기(41)의 작동가스의 충전과 승압과 같은 조작에 의해, 사출속도용 축압기(31)에 작동가스를 충전했을 때 사출속도용 축압기(31) 내의 작동가스의 압력이 소정의 압력에 도달하게 되면 압력스위치(62)가 ON 되어져, 검출신호(62s)를 제어부(70)로 출력하게 된다.
제어부(70)는 압력스위치(63)가 ON 되게 됨으로써 검출신호(62s)가 입력되면, 솔레노이드밸브(66)로의 전력공급을 차단해서 승압실린더장치(53)의 구동을 정지시킨다.
한편, 가스수용체(80) 내의 작동가스를 승압실린더장치(53)에 의해 압축되도록 하면서 사출압용 축압기(41)로 옮길 때, 가스수용체(80)로부터 공급되는 작동가스가 부족하지 않도록 복수의 가스수용체(80)를 연결해 놓는다.
다음에는 질소가스를 수용한 가스수용체(80)로부터 사출압용 축압기(41)에다 실제로 질소가스를 압축충전하는 경우에 대해 설명한다.
축압기(41)의 용적(Va)을 200l(리터), 이 축압기(41)에 접속된 실린더장치(42)의 용적(Vc)을 100l(리터), 축압기(41)와 실린더장치(42)를 접속하는 배관의 용적(Vp)이 10l(리터)인 것을 사용하였다. 따라서, 실린더장치(42)는 100l(리터)의 작동유를 사출실린더(2)로 공급하게 된다.
또, 축압기(41)에 접속된 실린더장치(42)로부터 사출실린더(2)로 공급할 작동유의 유압(Pc)을 135(kgf/cm2)로 하였다.
그리고, 미사용 가스수용체(80)에는 질소가스가 90(kgf/cm2)의 압력으로 50l(리터)가 충전되어, 가스수용체(80) 내의 압력이 40(kgf/cm2)로 될 때까지 사용하였다.
또, 승압용 압력실린더장치(53)는 용적이 10l(리터)인 것을 사용하였다.
여기서, 사출압용 축압기(41)에 충전할 질소가스의 충전압력(P)은 압력 ×용적이 일정하기 때문에 다음 식(1)의 관계가 성립하게 된다.
P ×(Va + Vc + Vp) = Pc × (Va + Vp) - - - - - (1)
따라서, P = Pc × (Va + Vp) / V0 = 135× (200+10) / (200+100+10) = 91.5(kgf/cm2)로 된다.
충전압력(P)이 상기와 같은 값인 경우에, 축압기(41)에 충전되는 데 필요한 질소가스의 양(V0:대기압 환산)은 다음식 (2)와 같이 된다. 한편, N1은 대기압으로 환산한 경우의 양을 나타낸다.
V0 = 91.5 ×310 = 28365N1 - - - - - (2)
따라서, 가스수용체(80)가 필요한 본수(B)는 다음 식(3)에 의해 구해진다.
B = 28365 / {(90 - 40) ×50} ≒ 11.3 (본) - - - - (3)
따라서, 서로 연통하는 6본묶음의 가스수용체(80)를 2묶음 사용함으로써, 합계 12본의 가스수용체(80)를 사용하였다.
6본묶음 가스수용체(80)의 1묶음마다 배관(52)을 접속해서 사출압용 축압기(41)에 질소를 자연적으로 유입시키면, 자연적인 유입이 끝났을 때의 가스수용체(80)와 사출압용 축압기(41) 및 승압실린더장치(53) 내의 질소가스압력(P1)은 다음 식(4)에 의해 구해지게 된다.
90(kgf/cm2) ×6(본) ×50(l) = P1 ×(310 + 6(본) ×50) - - - (4)
따라서, 압력(P1)은 44.3(kgf/cm2)으로 된다. 또, 사출압용 축압기(41)에 충전된 질소가스의 양(V1)은 44.3 ×310 = 13733Nl이 된다.
질소가스의 압력이 압력(P1)에 도달한 후 6본묶음 가스수용체(80)의 2묶음마다를 배관(52)에다 다시 접속하여 질소가스가 사출압용 축압기(41)로 다시 자연적으로 흐르도록 하였다.
2묶음의 가스수용체(80)에 의해 질소가스를 사출압용 축압기(41)로 자연스럽게 흐르도록 했을 때, 자연스러운 흐름이 끝났을 때의 압력(P2)은 다음 식(5)에 의해 구해지게 된다.
44.5 ×310 + 90 ×6 ×50 = P2 ×(310 + 6 ×50) - - - - (5)
따라서, 압력(P2)은 66.8(kgf/cm2)로 된다. 또, 사출압용 축압기(41)에 충전된 질소가스의 양(V2)은 66.8 ×310 = 20708N1이 된다.
이 상태로부터 사출압용 축압기(41) 내의 질소가스의 압력이 상기한 충전압력(P)이 되도록 승압실린더장치(53)를 구동한다.
이하에 나타내어진 표 1은, 자연유입이 끝난 후에 승압실린더장치(53)의 피스톤(53a)의 상승 및 하강을 되풀이했을 때의 질소가스의 충전유량, 질소가스의 충전압력 및 가스수용체(80)내의 질소가스의 압력의 변화를 나타낸다.
횟수 충전유량 (NL) 충전압력 (kgf/cm2) 가스수용체의 잔압 (kgf/cm2)
0 20,708 66.8 66.8
1 20,708+66.8*10= 21,376 69.0 (66.8*6*50-66.8*10)/(6*50)= 64.6
2 21,376+64.6*10= 22.022 71.0 (64.6*6*50-64.6*10)/(6*50)= 62.4
3 22,022+62.4*10= 22,646 73.1 (62.4*6*50-62.4*10)/(6*50)= 60.3
4 22,646+60.3*10= 23,249 75.0 (60.3*6*50-60.3*10)/(6*50)= 58.3
5 23,249+58.3*10= 23,833 76.9 (58.3*6*50-58.3*10)/(6*50)= 56.4
6 23,833+56.4*10= 24,396 78.7 (56.4*6*50-56.4*10)/(6*50)= 54.5
7 24,396+54.5*10= 24,942 80.5 (54.5*6*50-54.5*10)/(6*50)= 52.7
8 24,942+52.7*10= 25,468 82.2 (52.7*6*50-52.7*10)/(6*50)= 50.9
9 25,468+50.9*10= 25,978 83.8 (50.9*6*50-50.9*10)/(6*50)= 49.2
10 25,978+49.2*10= 26,470 85.4 (49.2*6*50-49.2*10)/(6*50)= 47.6
11 26,470+47.6*10= 26,946 86.9 (47.6*6*50-47.6*10)/(6*50)= 46.0
12 26,946+46.0*10= 27,406 88.4 (46.0*6*50-46.0*10)/(6*50)= 44.5
13 27,406+44.5*10= 27,851 89.8 (44.5*6*50-44.5*10)/(6*50)= 43.0
14 27,851+43.0*10= 28,281 91.2 (43.0*6*50-43.0*10)/(6*50)= 41.6
15 28,281+41.6*10= 28,696 92.6 (41.6*6*50-41.6*10)/(6*50)= 40.2

표 1에 나타난 충전유량은, 피스톤(53a)이 상승하기 전의 충전유량에 승압실린더장치(53)의 용적(10l(리터))과 충전압력(축압기 내의 압력)을 곱한 것을 더한 것이다.
표 1에서 알 수 있듯이, 사출압용 축압기(41)로 충전되는 충전유량 및 충전압의 양은 피스톤(53a)이 상승할 때마다 증가한다는 것을 알 수 있다.
한편, 가스수용체(80) 내의 질소가스의 압력은 피스톤(53a)이 상승할 때마다 하강하게 된다.
승압실린더장치(53)의 피스톤(53a)을 약 15회 상승, 하강시키게 되면 축압기(41) 내의 질소가스의 압력을 충전압력(P)으로 할 수가 있게 된다.
이상과 같이 본 실시예에 의하면 표 1에서 알 수 있듯이, 가스수용체(80) 내의 질소가스의 압력이 축압기(41) 내의 질소가스의 압력보다도 충분히 낮아져 있다 하더라도, 가스수용체(80)로부터 축압기(41)로 가스를 충전할 수가 있게 된다. 그 때문에, 가스수용체(80) 내의 압력이 축압기(41)에 필요한 압력보다도 낮은 경우라 하더라도, 축압기(41)로 가스를 충전할 수 있게 된다. 또, 축압기(41) 내의 압력을 임의로 조정할 수가 있게 된다. 그리고, 가스수용체(80) 내의 질소가스를 남김없이 사용할 수 있게 된다.
또한, 본 실시예에 의하면, 가스수용체(80) 및 축압기(41)와 가스충전장치(51)를 접속시키고서 조작판넬(90)을 조작하기만 하면, 소망하는 압력의 작동가스를 축압기(41)에다 충전할 수가 있어서, 가스충전작업이 무척 쉬워지게 된다.
한편, 본 실시예에서는 성형장치로서 다이캐스팅 주조장치인 경우에 대해 설명하였으나, 본 발명은 예컨대 플라스틱과 같은 성형재료를 사출하는 사출성형장치의 사출장치에다 적용할 수도 있음은 물론이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 성형장치의 사출장치에 사용되는 축압기에 가스수용체로부터 소망하는 압력의 작동가스를 쉽게 압축충전할 수 있게 된다.
또 본 발명에 의하면, 가스수용체의 작동가스를 남김없이 사용할 수가 있게 된다.

Claims (4)

  1. 성형장치의 사출실린더를 구동하는 액압회로에 접속되어, 성형재료의 사출에 필요한 액압을 상기 사출실린더로 공급할 수 있는 축압기에 필요한 압력의 작동가스를 충전하는 축압기의 가스충전장치에 있어서,
    가스수용체에 수용된 작동가스를 상기 액압회로에 액압을 공급하는 액압원으로부터의 액압을 이용해서 당해 가스수용체 내의 작동가스의 압력보다 높게 승압시켜 상기 축압기에다 충전하는 가스충전수단을 갖춘 축압기의 가스충전장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가스충전수단이, 상기 가스수용체와 상기 축압기를 연통하는 배관에 접속되어, 상기 액압회로에 액압을 공급하는 액압원으로부터 액압을 공급받아, 상기 배관에서 유입되는 작동가스를 압축하게 되는 피스톤을 내장하는 실린더장치와,
    상기 배관과 실린더장치와의 접속부를 사이에 두고서 상기 배관의 축압기 쪽 및 가스수용체 쪽에 각각 설치되어, 상기 가스수용체로부터 상기 축압기를 향해 작동가스가 유입되는 것을 허용하고 상기 가스수용체로 작동가스가 역류하는 것을 저지하는 제1 및 제2체크밸브와,
    상기 실린더장치로 액압이 공급되는 것을 제어해서 상기 축압기 내의 작동가스압력이 소망하는 압력에 도달하기까지 상기 피스톤을 왕복시키도록 하는 제어수 단을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 축압기의 가스충전장치.
  3. 성형장치의 금형에다 성형재료를 사출하는 사출장치에 있어서,
    사출실린더와, 이 사출실린더를 구동하는 액압회로, 이 액압회로에 필요한 액압을 공급하는 액압원, 성형재료의 사출에 필요한 액압을 상기 사출실린더로 공급하게 되는 축압기 및, 가스수용체에 수용된 작동가스를 상기 액압원으로부터의 액압을 이용해서 당해 가스수용체 내의 작동가스의 압력보다 높도록 승압시켜 상기 축압기에 충전하는 충전수단을 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 사출장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 가스충전수단이, 상기 가스수용체와 상기 축압기를 연통하는 배관에 접속되어, 상기 액압회로에 액압을 공급하는 액압원으로부터 액압을 공급받아, 상기 배관에서 유입되는 작동가스를 압축하게 되는 피스톤을 내장하는 실린더장치와,
    상기 배관과 실린더장치와의 접속부를 사이에 두고서 상기 배관의 축압기쪽 및 가스수용체쪽에 각각 설치되어, 상기 가스수용체로부터 상기 축압기를 향해 작동가스가 유입되는 것을 허용하고 상기 가스수용체로 작동가스가 역류하는 것을 저지하는 제1 및 제2체크밸브와,
    상기 실린더장치로 액압이 공급되는 것을 제어하여, 상기 축압기 내의 작동가스압력이 소망하는 압력에 도달하기까지 상기 피스톤을 왕복시키는 제어수단을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 사출장치.
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