KR101054866B1 - 다이 캐스팅 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치는 프레임; 상기 프레임이 구동 가능하게 장착되는 테이블; 상기 테이블에 고정되고 적어도 두 개의 슬라이드들을 구비하되, 상기 각 슬라이드는 구동 단부에 다이 구획을 구비하고, 상기 적어도 두 개의 슬라이드들은 상기 다이 구획들이 다이 공동을 형성하기 위해 분리선 사이에서 접하도록 폐쇄 및 개방 방식으로 구동할 수 있도록 된 슬라이드 가이드 기구; 상기 프레임에 장착되고 용융 마그네슘 공급 수단에 연결되고, 노즐을 구비하며, 조각을 주조하기 위하여 상기 노즐을 통하여 상기 공급 수단으로부터 용융 마그네슘을 상기 다이 공동 내로 분사하도록 분사 유닛; 및 상기 테이블 위의 상기 다이 구획들이 상기 다이 공동 내에서 소정 생산물을 주조하기 위한 상기 다이 구획들의 분리선에서 상기 분사 유닛의 노즐과 맞물리도록 하면서 동시에 상기 다이 공동으로부터 주조된 상기 생산물의 사출을 위한 노즐로부터 분리가능할 수 있게끔 하도록 상기 테이블과 분사 유닛 사이의 상대적 변위 구조;를 구비하여 이루어진다.

다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치, 다이 캐스팅 장치, 분사 유닛, 열가압 실, 구즈넥

Description

다이 캐스팅 장치{Die-Casting Machine}

본 발명은 일반적으로 다이 주조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분리선 분사에 관한 것으로 예를 들면, 마그네슘, 아연, 알루미늄 등의 다양한 주조 매체가 사용될 수 있는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치에 관한 것이다.

마그네슘 합금들은 그것들의 독특한 특성때문에 점차 대중적이 되었다. 마그네슘은 모든 구조 재료에서 가장 가벼운 것이고, 우수한 강도 대 중량비및 강성을 갖는다. 또한, 마그네슘은 EMI(전자파 간섭, Electro-Magnetic Interference) 보호 특성을 가지며, 따라서 전자 장치에서 널리 사용되고 있다. 예를 들면, 마그네슘은 현재 휴대전화, 카메라, CD 플레이어 및 포켓용 크기의 장치에서 사용된다. 따라서, 다이 캐스팅 장치는 마그네슘으로 부품을 생산하는데 수년간에 걸쳐 적용되었다.

상기 다이 주조 산업에는 일반적으로 두 종류의 주조 장치가 있다. 상기 종래의 다이 캐스팅 장치는 이동 금형(moving platen)과 고정 금형(fixed platen)을 가지며, 상기 금형들은 보완적인 다이부들을 갖는다. 상기 이동 금형은 그것의 다이부와 상기 고정 금형의 다이부와 함께 공동을 형성시키도록 변위가능하다. 분사 유닛은 상기 고정 금형에 위치되며, 용탕을 상기 공동에 채우기 위해 분사 유닛으로부터 상기 분사 유닛에 용탕이 공급된다. 그에 대해 상기 용탕은 상기 형태의 공동에서 고형화된다. 그리고 나서, 상기 주물은 상기 이동 금형의 분리에 의해 상기 공동으로부터 탈형된다. 상기 분사 유닛은 열가압실 다이 캐스팅 장치의 경우에 용융 금속 용액에 직접 배치되거나, 냉온 챔버 다이 캐스팅 장치의 경우에 주변의 고로로부터 용융 금속 공급물이 수용된다.

분리선 주조에서, 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치가 사용되며, 상기 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치는 둘 이상의 각 다이부를 구비하는 유동 슬라이드들을 구비한다. 상기 슬라이드들은 상기 모든 다이부들로부터 다이 공동을 형성하도록 접한다. 상기 분사 유닛은 한 쌍의 슬라이드 사이에서 상기 분리선 위에 대체로 위치되기 때문에 "분리선 분사 및 주조"라고 명명된다. 종래의 주조에서보다 더욱 복잡한 부분들은 분리선 주조에서 주조될 수 있다. 그러나, 더 복잡한 운동들이 또한 관련된다. 전형적으로, 상기 슬라이드들은 각각 변위가능하다. 상기 슬라이드들의 상호 작용으로 인해, 상기 다이 및 분사 유닛은 상기 분사를 위해 접해야 한다. 그러므로, 상기 분사 유닛과 슬라이드들 사이에서 일부 상대적 변위가 있음에 틀림없다.

상기 슬라이드들과 분사 유닛 사이에서 상기 협력을 수행하기 위한 방법들중 하나는 상기 분사 유닛에 유동성을 제공하는 것이다. 상기 분사 유닛은 그를 이용하여 상기 다이에 공급하는 용융 주조 매체의 용액이 있는 부분을 구비한다. 종래의 마그네슘 다이 주조의 경우, 따라서 상기 용융 마그네슘의 용액은 상기 용융 마그네슘과 주위의 산소 사이에서의 산화를 감소시키기 위해 상단 표면 위에서 유체를 차폐하는 피막을 구비한다. 상기 용액 내의 분사 유닛의 변위들은 상기 용탕의 노출을 야기시킨다. 그러나, 상기 용액의 표면 위의 상기 차폐 피막은 상기 용융 마그네슘이 산소에 또는 공기중 습도에 과다 노출되지 않도록 한다. 그러나, 분리선 주조에서 마그네슘 조각들을 주조하기 위한 이전의 시도에서, 마그네슘의 비교적 높은 용융점으로 인한 용융 마그네슘의 반응성 때문에, 상기 마그네슘의 용융 용액내에서 상기 분사 유닛의 변위는 상기 액상 금속 내의 흔들림을 야기시킨다. 상기 흔들림은 상기 차폐 가스를 방해하며, 이는 산화를 초래한다, 그 때문에 상기 산화물의 축적을 제거하기 위한 빈번한 세척을 필요로 한다.

마그네슘은 상대적으로 높은 용융점을 갖지만, 비교적 낮은 비열을 갖는다. 상기 용융 마그네슘은 상기 다이에 도달하기에 앞서 상기 마그네슘 응고의 위험이 있다. 따라서, 온도 조절은 마그네슘 다이 주조의 중요한 양상이다.

또한, 용융 마그네슘은 반응성이 높으며, 마그네슘이 주조될 때 안전 조치가 취해져야 한다. 예를 들면, 유압 유체의 광범위한 사용은 제한되어야 한다. 더욱 복잡한 주조 생산물의 주조가 가능토록 하기 위해, 분리선 다이 주조 기술을 마그네슘에 적합하게 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 특징은 배타적이지 않더라도, 마그네슘이 이용되는 새로운 분리선 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 특징은 매체를 주조하는 것의 산화가 감소되는 다이 캐스팅 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 특징은 본 발명의 상기의 두 특징을 구비하는 다이 캐스팅 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 특징은 열가압실 다이 주조(hot chamber die casting)을 위한 새로운 분사 유닛을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 특징은 상기 분사 유닛을 본 발명의 상기 마그네슘 다이 캐스팅 장치에 적합하도록 것이다.

넓은 양상으로부터, 본 발명의 상기의 특징들에 따른 마그네슘 조각들의 주조를 위한 다이 캐스팅 장치에 있어서,

프레임;

상기 프레임에 구동가능하게 장착되는 테이블;

상기 테이블에 고정되고 적어도 두 개의 슬라이드들을 구비하되, 상기 각 슬라이드는 구동 단부(operating end)에 다이 구획(die section)을 구비하고, 상기 적어도 두 개의 슬라이드들은 상기 다이 구획들이 다이 공동(die cavity)을 형성하기 위해 분리선 사이에서 접하도록 폐쇄 및 개방 방식으로 구동할 수 있도록 된 슬라이드 가이드 기구;

상기 프레임에 장착되고 용융 마그네슘 공급 수단에 연결되고, 노즐을 구비하며, 조각을 주조하기 위하여 상기 노즐을 통하여 상기 공급 수단으로부터 용융 마그네슘을 상기 다이 공동 내부로 분사하도록 분사 유닛; 및

상기 테이블 위의 상기 다이 구획들이 상기 다이 공동 내에서 소정 생산물을 주조하기 위한 상기 다이 구획들의 분리선에서 상기 분사 유닛의 노즐과 맞물리도록 하면서 동시에 상기 다이 공동으로부터 주조된 상기 생산물의 분출(ejection)을 위한 상기 노즐로부터 분리 가능할 수 있게끔 하도록, 상기 테이블과 분사 유닛 사이의 상대적 변위 구조;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치가 제공된다.

본 발명의 더 넓은 양상에 따르면, 분사 유닛 및 소정 테이블에 얹혀지는 적어도 두 개의 슬라이드들 갖고, 상기 테이블과 분사 유닛은 서로에 대하여 상대적으로 변위될 수 있고, 상기 슬라이드들은 다이 구획을 구비하되 분리선 사이에서 다이 공동을 형성하기 위하여 폐쇄 및 개방 동작의 형태로 구동되는 타입의 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치를 통하여 마그네슘 조각들을 다이 캐스팅하기 위한 방법에 있어서,

상기 다이 공동을 형성하기 위하여 상기 다이 구획들을 폐쇄하고;

노즐이 상기 다이 공동과 유동적으로 연결되도록, 상기 분사 유닛에 대하여 상기 테이블의 상대적 변위에 의해 상기 다이 구획들의 분리선에 상기 분사 유닛의 노즐을 맞물리게 하고;

용융 마그네슘이 마그네슘 주조 생산물을 형성하도록 상기 다이 공동 내에서 고형화되는 상기 다이 공동 내에 상기 용융 마그네슘을 분사하고;

상기 테이블과 분사 유닛 사이에서 상대적 변위에 의해 상기 분사 유닛의 노즐로부터 상기 다이 공동을 분리하고; 그리고

상기 마그네슘 주조 생산물을 떼어내기 위해 상기 다이 구획들을 개방하는; 단계들을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마그네슘 다이 캐스팅 방법이 제공된다.

본 발명의 더욱 넓은 양상에 따르면,

프레임

상기 프레임에 회전축으로 장착되게 하기 위한 피벗 수단(pivoting means)을 구비하는 테이블;

상기 테이블에 고정되고 슬라이드 가이드 기구는 적어도 두 개의 슬라이드들을 구비하되, 상기 각 슬라이드는 구동 단부(operating end)에서 다이 구획(die section)을 구비하고, 상기 적어도 두 개의 슬라이드들은 상기 다이 구획들이 다이 공동(die cavity)을 형성하도록 소정의 분리선 사이에서 접하도록 폐쇄 및 개방의 형태로 구동할 수 있도록 된 슬라이드 가이드 기구;

상기 프레임에 고정되고 소정 용탕 공급 수단에 연결되도록 구성되고 노즐을 구비하되, 조각을 주조하기 위하여 상기 노즐을 통하여 상기 다이 공동 내부로 상기 공급 수단으로부터 공급된 용탕을 분사하도록 구성된 분사 유닛; 및

생산물을 주조하기 위해 상기 다이 공동 내부로 용탕을 분사하도록 상기 분리선에서 상기 노즐과 다이 구획들의 맞물리도록 하기 위하여, 그리고 상기 다이 공동으로부터 상기 주조된 생산물을 분출시키기 위해 상기 노즐로부터 다이 구획들을 분리시키기 위하여 상기 분사 유닛에 대하여 상기 테이블을 변위시키기 위한 구동 수단;을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다이 캐스팅 장치가 제공된다.

본 발명의 더욱 넓은 양상에 따르면, 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치는:

용탕(molten medium supply)을 수용하도록, 제1 단부에서 베이스부분을, 상기 용탕을 상기 다이 공동 내에 분사하도록 제2 단부에는 노즐을, 상기 베이스부와 노즐 사이에서 상기 용탕이 운반되도록 상기 베이스부와 노즐 사이에는 채널(channel)을, 그리고 상기 용탕을 빼내고 동시에 상기 채널의 용탕을 상기 다이 공동 내로 분출하도록 안내하기 위하여 구동할 수 있는 상기 베이스부에는 피스톤 챔버(piston chamber)를 구비하는 구즈넥 인젝터;

상기 피스톤 챔버를 구동시키기 위해 상기 구즈넥 인젝터에 연결된 구동 부; 및

상기 채널 내의 상기 용탕의 온도를 제어하기 위해서 상기 채널에 인접한 상기 구즈넥 인젝터 내에 수용되는 가열 카트리지들(heating cartridges)을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고온 챔버 다이 캐스팅 장치를 위한 분사 유닛이 제공된다.

본 발명의 바람직한 실시예는 다음의 도면들에 대하여 설명될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 다이 캐스팅 장치의 우측 정면 사시도;

도 2는 본 발명에 따른 다이 캐스팅 장치의 좌측 정면 사시도;

도 3은 본 발명에 따른 다이 캐스팅 장치의 우측 배면 사시도;

도 4는 슬라이드 가이드 기구가 없는, 본 발명에 따른 다이 캐스팅 장치의 프레임 및 테이블의 정면 좌측 정면 사시도;

도 5A는 본 발명에 따른 다이 캐스팅 장치의 프레임 위의, 도 4의 테이블의 측면도;

도 5B는 본 발명에 따른 다이 캐스팅 장치의 프레임에 대하여 회전축으로 조절되는 도 4의 테이블의 측면도;

도 6A는 슬라이드 가이드 기구가 구비된 본 발명에 따른 다이 캐스팅 장치의 테이블의 우측 정면 사시도;

도 6B는 슬라이드 가이드 기구가 구비된 본 발명에 다른 다이 캐스팅 장치의 테이블의 정면도;

도 7은 본 발명에 따른 다이 캐스팅 장치의 프레임의 피벗 기구의 사시도;

도 8은 본 발명에 따른 피벗 기구의 테이블 커넥터의 부분 단면도;

도 9A는 프레임에 대하여 유지 위치에 테이블을 배치하기 위한, 본 발명에 따른 다이 캐스팅 장치의 조절 기구의 사시도;

도 9B는 본 발명에 따른 다이 캐스팅 장치의 테이블 및 프레임 사이에 사용되는 조절 기구의 측면도;

도 10은 프레임에 고정된 분사 유닛의 우측 정면 사시도;

도 11은 도 10의 분사 유닛 및 프레임의 우측 배면 사시도;

도 12는 도 10의 분사 유닛 및 프레임의 배면도;

도 13A는 다이가 있는 주물 주조 위치 내의 구즈넥의 측면도;

도 13B는 단면선 13B-13B에 따른 구즈넥과 다이의 단면도;

도 14A는 구즈넥의 좌측 배면 사시도;

도 14B는 구즈넥의 우측 정면 사시도;

도 15A는 구즈넥 및 가열 카트리지의 좌측 배면 분해도;

도 15B는 가열 카트리지가 구비된 구즈넥의 좌측 정면 분해도;

도 16A는 본 발명의 다이 캐스팅 장치의 열가압실의 좌측 정면 사시도;

도 16B는 열가압실의 우측 배면 사시도;

도 17A는 구즈넥의 노즐 어댑터의 좌측 배면 사시도;

도 17B는 노즐 어댑터의 우측 정면 사시도;

도 18A는 분사 유닛의 구동 부에 연결된 구즈넥의 베이스부의 좌측 배면 사시도;

도 18B는 구즈넥의 베이스부과 분사 유닛의 구동 부의 우측 정면 사시도;

도 19A는 분사 유닛의 구동부의 우측 배면 사시도;

도 19B는 분사 유닛의 구동부의 우측 정면 사시도;

도 20A는 본 발명에 따른 다이 캐스팅 장치의 열가압실의 패널의 평면 사시도;

도 20B는 도 20A의 패널의 분해도;

그리고 도 21은 본 발명에 따른 다이 캐스팅 장치의 열가압실에 대한 도가니의 분해도.

상기 도면들, 특히, 도 1, 2 및 3에서, 본 발명에 따른 다이 캐스팅 장치는 A로 대체적으로 도시된 것이다. 상기 다이 캐스팅 장치(A)는 분리선 다중 슬라이드형 다이 캐스팅으로 구성된다. 상기 다이 캐스팅 장치(A)는 네 개의 주요 부품들, 즉 프레임(F), 분사 유닛( J), 테이블(T), 그리고 열가압실(C)(예, 고로)로 구성된다. 이하에 기술됨에 따라, 비록 상기 열가압실(C)를 구비하는 상기 다이 캐스팅 장치(A)는 도 1, 도 2 및 도 3에 도시될지라도, 상기 다이 캐스팅 장치(A)는 급가압실 다이 주조용으로도 적용가능하다.

상기 프레임(F)는 상기 다이 캐스팅 장치(A)를 위한 구조이다. 상기 분사 유닛(J)와 테이블(T)은 상호 구동가능하도록 하기 위해 상기 프레임(F)에 의해 지지된다. 상기 프레임(F)에 의해 지지될 때, 상기 분사 유닛(J)는 또한 구동가능하게 상기 열가압실(C)에 연결된다. 단순한 목적을 위해, 본 설명 및 도면에 참조된 상기 프레임(F)의 부품들은 상기 문자 "F"가 접두어로서 붙여질 것이다.

상기 분사 유닛(J)는 상기 열가압실(C)에서 상기 테이블(T)까지 주조 매체를 공급한다. 단순한 목적으로, 본 설명 및 도면에 참조된 상기 분사 유닛(J)의 부품들은 상기 문자 "J"가 접두어로 붙여질 것이다.

상기 테이블(T)은 다이부들을 구비하는 상기 다이 공동을 형성하도록 구동가능한 상기 슬라이드들을 구비하며 상기 슬라이드 가이드 기구를 구비하여 이루어진다. 상기 분사 유닛(J)은 상기 테이블(T)에 대하여 상기 다이부들의 분리선에 배치된다. 상기 다중 슬라이드들은 상기 주조 생산물의 사출에 의해 일어나는 주조를 위해 다이 주조 싸이클에서 폐쇄 및 개방의 방식으로 구동된다. 단순한 목적으로, 본 설명 및 도면에 참조된 상기 테이블(T)의 부품들은 문자 "T"가 접두어로서 붙여질 것이다.

상기 열가압실(C)은 주조 매체가 주조에 앞서 액화되는 고로를 구비한다. 상기 열가압실(C)은 상기 주조 매체의 반응성이 높은 액체 상태에서, 상기 주조 매체가 예를 들면, 산화와 같은 형질 변환 반응(property-altering reactions) 및 공기중 습도로부터 분리되는 것을 확인한다. 단순한 목적을 위해, 본 설명 및 도면에 참조된 상기 열가압실(C)의 부품들은 문자 "C"가 접두어로서 붙여질 것이다.

벡터들은 상기 다이 캐스팅 장치(A)의 부품들 사이에 구동 관계를 설명하기 위해 본 설명 및 도면들 전체에 참조될 것이다. 상기 벡터들은 문자 "V"가 접두어로서 붙여질 것이다.

다이 주조 싸이클

도 6A 및 6B를 참조하면, 상기 테이블(T)은 두개의 슬라이드들(T11)이 구비된 테이블부(T10)를 구비하는 것으로 설명된다. 명확히, 상기 테이블(T)은 예를 들면 두 개의 수평으로 변위될 수 있는 슬라이드들과 두 개의 수직으로 변위될 수 있 는 슬라이드들인 네 개의 슬라이드들(T11)(교차하여 배치된)과 같이, 상기 슬라이드 가이드 구조의 일부분인 두 개 이상의 슬라이드들이 갖춰질 것이다. 상기 슬라이드들(T11)은 상기 테이블부(T10)에 구동가능하게 장착되며, 따라서 벡터(V1) 및 (V2)로 설명되듯이 폐쇄 및 개방의 방식으로 변위가능하다.

폐쇄 방식에서, 상기 슬라이드들(T11)은 주조 매체가 주조되는 다이 공동을 형성하도록 분리선에 다이부들(T12)을 모으기 위해 구동된다. 개방 방식에서, 상기 슬라이드들(T11)은 상기 다이 공동으로부터 상기 주조 생산물의 사출을 위해 상기 다이부들(T12)을 분리하기 위해 서로 떨어져 변위된다. 전형적인 분리선 다이 주조 싸이클에서:

(1) 상기 슬라이드들(T11)은 상기 폐쇄 방식에서 폐쇄되고, 그에 의해 분리선에 상기 다이부들(T12)이 모이고;

(2) 상기 테이블(T)과 분사 유닛(J)은 상기 다이부들(T12) 사이에서 상기 분리선에 모아지고;

(3) 주조 매체는 상기 분사 유닛(J)에 의해 상기 다이 공동내에 주입되고;

(4) 응고 기간 이후, 상기 테이블(T)와 분사 유닛(J)은 상기 분사 유닛(J)으로부터 상기 다이 공동내의 상기 주조 생산물을 중단하도록 분리되고, 그리고

(5) 상기 다이 공동으로부터 상기 주조 생산물의 배출을 위해 상기 다이부들(T12)을 서로 분리하도록 상기 슬라이드들(T11)은 상기 개방 방식에서 개방된다.

도 13A 및 13B를 참조하면, 상기 다이부들(T12)은 예를 들면, 상기 분사 유닛(J)의 구즈넥 유닛(J10)(이하 구즈넥(J10))과 맞붙어 있는 주조 위치에 도시된 다. 상기 구즈넥(J10)은 상기 분리선(T14)에서 상기 다이부들(T12)에 의해 형성되는 채널(T13)과 함께 선단(J19)을 정렬시킨다. 상기 채널(T13)은 주조 매체가(casting medium) 상기 분사 유닛(J)에서 상기 다이 공동(T15)까지 제공되는 것을 통해 상기 다이 공동(T15)(즉, 상기 주조 매체가 형성되는 상기 공동)에 대한 운반통로를 형성한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 노즐 어댑터(J11)가 상기 다이부들에 인접하게 지나는 것을 통해, 상기 테이블부(T10)는 구멍(T16)을 구비한다.

테이블(T)과 분사 유닛(J) 사이의 상대적 운동

상기 전형적인 분리선 다이 주조 싸이클(parting-line die-casting cycle)의 상술한 단계 (2) 및 (4)에서, 상대적 운동은 상기 테이블(T)와 분사 유닛(J) 사이에서 수행되어야 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 테이블(T)은 상기 열가압실(C) 내의 용융 금속 용액의 표면을 방해하지않도록 상기 프레임(F) 위에서 정지 상태에 있는 상기 분사 유닛(J)과 접하기 위해, 상기 프레임(F)에 대하여 변위가능하다,

도 4, 5A 및 5B를 참조하면, 상기 테이블(T)는 상기 프레임(F)에 회전축으로 장착된다. 따라서, 상기 테이블(T)는 상기 프레임(F)에 대하여 벡터 (V3)와 (V4)로 설명된 운동을 수행할 수 있다. 상기 테이블(T)은 명료한 목적을 위해 슬라이드들이 없는 상태로 설명되는 것이 지적된다.

더욱 정확하게, 상기 프레임(F)는 상기 테이블부(T10)가 상기 프레임(F)에 의해 회전축으로 지지되는 것에 의해 피벗 기구(F10)를 구비한다. 상기 피벗 기구 (F10)은 도 7 및 도 8에서 가장 잘 설명되며, 테이블 커넥터들(F11)이 회전축으로 장착되는 단부(ends)에서 연장된 바디를 구비한다. 상기 테이블부(T10)의 하단 가장자리는 상기 테이블 커넥터들(F11) 위에 얹혀지며, 상기 테이블 커넥터들(F11)은 그것에 상기 테이블부(T10)를 고정시키기 위한 패스너들(fasteners)을 구비한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 테이블 커넥터들(F11)은 구형 베어링들(F12)(오직 하나만 도시된)을 구비한다. 비록 상기 테이블(T)가 상기 프레임(F)에 대하여 하나의 자유도(하나의 DOF)내에서 피벗되지만, 세 개의 자유도(DOFs)는 상기 피벗 기구(F10) 위에서 상기 테이블(T)의 부정합(misalignments)을 보상하도록 제공된다. 따라서, 3-DOF 베어링은 1-DOF 베어링보다 상기 테이블(T)를 지지하는 데 있어 더 큰 수명을 가질 것이다.

대체적으로 도시된 도 3 및 더욱 상세히 도시된 도 5A 및 도 5B를 참조하면, 상기 프레임(F)은 아치 구조(F20)(이하 아치(F20))를 구비한다. 상기 아치(F20)는 상기 분사 유닛(J)과 상기 프레임(F) 및 분사 유닛(J)에 대하여 상기 테이블(T)의 피벗 변위를 위한 상기 피벗 구동 그룹(pivoting actuation group)을 지지할 상기 프레임(F)의 직립 구조이다. 상기 피벗 구동 그룹은 상기 아치(F20)을 상기 테이블부(T10)에 연결시키는 피벗 구동기들(F21)을 구비한다.

상기 상기 피벗 구동기들(F21)은 도 5A에 도시된 상기 주조 위치와 중단 위치(break-off)(미도시) 사이에서 상기 테이블(T)을 피벗 작동시키며 전형적으로 유압, 공압 또는 전기적으로 구동되는 실린더들이다. 상기 상기 테이블(T)은 상기 프레임(F)에 대하여 유지 위치의 도 5B에 설명되는데, 이하 기술될 것이다. 본 발명 의 바람직한 실시예에서, 두 개의 피벗 구동기들이 제공된다. 상기 피벗 구동기들(F21)은 상기 아치(F20)와 테이블(T) 사이의 상기 피벗 운동과 일치하도록 벡터 (V3) 및 (V4)로 설명된 상기 아치(F20)와 테이블(T)에 회전축으로 고정된다,

상기 테이블(T)의 상기 유동을 둔화시키기 위해 특히 상기 주조 위치 방향으로 상기 피벗 구동 그룹에 또한 완충기(shock absorbers,F22)가 제공된다. 상기 주조 위치에서, 상기 테이블(T)은 상기 분사 유닛(J)에 대하여 인접한다. 따라서, 상기 완충기들(F22)가 상기 분사 유닛(J)에 대한 충격을 감소시키도록 상기 주조 위치 쪽으로 상기 테이블(T)의 운동을 늦추는 것이 바람직하다. 바람직하게, 상기 완충기들(F22)은 상기 충격-흡수 구동을 조절하기 위해 챔버들 사이에서 제어가능한 유량이 구비되는 유압 실린더들이다.

마지막으로, 상기 피벗 구동 그룹은 상기 완충기들(F22)에 고정되는 한계 스위치(F23)가 제공된다. 상기 한계 스위치(F23)는 분사가 발생하도록 상기 테이블(T)의 상기 주조 위치에서 시동되어야 한다. 이러한 안전 특징은 분사가 발생하도록 상기 테이블(T)이 상기 주조 위치에 있는 것을 확인한다. 조절 기구(F23')는 상기 주조 위치에 대하여 상기 한계 스위치(F23)을 조절하도록 제공된다.

도 5B를 참조하면, 상기 테이블(T)은 상기 아치(F20)에 대하여 유지 위치에 도시되고, 조절 기구에 의해 상기 위치에서 고정된다. 상기 조절 기구(F24)는 도 9A 및 도 9B에 도시된 바와 같이, 죔쇠이다. 상기 죔쇠는 상기 아치(F20)와 상기 상기 테이블부(T10)에 회전축으로 연결된다. 상기 죔쇠는 즉, 벡터 (V5) 및 (V6)(도 9A)의 방향으로 길이 변경이 가능하다. 이는 상기 나사산부(F26)에 대하여 상기 버클부(F25)의 위치를 조절하는 것에 의해 수행된다. 상기 죔쇠, 아치(F20) 및 상기 테이블부(T10) 사이의 상기 피벗 연결(pivotal connection)은 상기 죔쇠의 길이 변화에 기인한 상기 변형을 즉, 벡터 (V3) 및 (V4)(도 4)의 방향으로 상기 피벗 기구(F10)에 대한 상기 테이블(T)의 상기 피벗 변위로 변형시킨다. 도 5B에 도시된 것처럼, 상기 피벗 구동기들(F21)과 상기 완충기들(F22)은 상기 유지 위치 쪽으로 상기 테이블부(T10)의 피벗 작동을 방해하지 않도록 분리된다.

다른 구조들은 상기 테이블(T)과 상기 분사 유닛(J) 사이의 상기 변위를 위해 심사숙고된다. 예를 들면, 상기 피벗 기구(F10)는 상기 테이블부(T10)가 상단 가장자리에 대해 피벗 작동하도록 상기 아치(F20) 위에 배치되어야 했다. 그러한 구조에서, 상기 피벗 구동 그룹은 상기 테이블(T)의 하단부에 상기 프레임(F)을 상호 연결시킬 것이다. 그러나, 상기 피벗 기구(F10)가 하부에 위치될 때 상기 테이블(T)의 무게 중심이 상기 피벗 축에 수평으로 더욱 가까워짐에 따라 상기 피벗 기구(F10)는 상기 테이블(T) 아래에 있도록 하는 것이 유리하다. 이것은 상기 피벗 구동 그룹의 성분의 정립에 직접 영향을 끼친다. 또한, 만일 상기 테이블(T)의 질량 중심이 상기 피벗 기구 아래 있으면, 상기 피벗 구동 그룹의 구성 요소들(components)은 위치들 사이에서 상기 테이블(T)을 변위시키는 데 있어 상기 테이블(T)의 중량을 지지해야한다. 그리고 그것은 반대쪽에 있지 않으며, 그 때문에 상기 구성요소들은 더욱 큰 하중으로 규정되어야 한다.

또다른 구조에서는, 변형 장치(translation system) 상기 분사 유닛(J)에 대하여 상기 테이블(T)의 상기 상대적 변위에 제공될 수 있었다.

상기 분사 유닛(J)

도 14A, 도 14B, 도 18A 및 도 18B를 참조하면, 상기 분사 유닛(J)은 대체적으로 두 개의 주요 구성 요소들로 구성되는데, 주로 상기 구즈넥(J10)과 노즐 어댑터(11)를 포함하는 상기 분사부, 그리고 구동부(J30)이다. 상기 노즐 어댑터(J11)은 상기 구즈넥(J10)의 베이스부(J20) 상단에 고정된다. 더욱 정확히, 상기 노즐 어댑터(J11)는 상기 베이스부(J20)로부터 주조 매체의 공급을 수용하고 그와 함께 상기 다이 공동(T15)을 공급한다. 도 13A, 도 13B, 도 17A 및 도 17B에 도시된 바와 같이, 상기 노즐 어댑터(J11)은 그에 대해 상기 다이부들(T12)에 맞붙어 있는 상단(J19)을 구비한다. 상기 노즐 어댑터(J11)는 일반적으로 원통 바디와 동심인 종축의 채널(J15)이 구비된 상기 원통 바디를 구비한다. 상기 노즐 어댑터(J11)의 반대 타단(opposed end)은 상기 노즐 어댑터(J11)가 베이스부(J20)에 자유롭게 접속가능하게 하는 커넥터(J12)를 구비한다.

상기 주조 매체는 용융상태에 있게 됨에 따라, 상기 노즐 어댑터(J11)의 상기 채널(J15)의 경계를 한정하는 상기 내벽들 사이의 상기 온도 차이와 상기 주조 매체는 상기 채널(J15) 내의 상기 주조 매체의 고형화를 피하도록 제어되어야 한다. 따라서, 다수개의 상기 가열 카트리지들(J13)은 상기 원통 바디 내에서 종방향으로 연장하며, 상기 채널(J15)과 대체로 평행하지만, 그곳에서 방사상으로 이격된다. 열전쌍들(J14)은 또한 상기 온도가 제어되도록 상기 온도를 측정하기 위해 상기 원통 바디 내에 제공된다.

도 13A, 도 13B, 도 14A 및 도 14B를 참조하면, 상기 구즈넥(J10)의 베이스부(J20)는 입구(J21)를 통해 그곳에서 상기 매체를 추출하기 위해, 용융 주조 매체의 용액 내에 수용되도록 되는 직립 원통부를 구비한다. 상기 베이스부(J20)는 바람직하게 단일 피스톤 구조를 구비한다. 피스톤 챔버(piston chamber)의 팽창은 상기 용융 금속 용액으로부터 상기 피스톤 챔버 내의 상기 매체의 분사의 원인일 것이다. 그 후, 상기 피스톤 챔버의 압축에 의해 상기 매체는 상기 노즐 어댑터(J11)을 통하여 상기 다이 공동(T15)으로 운반될 것이다.

상기 베이스부(J20)는 출구에 박스 형태의 헤드부(J24) 위에서 커넥터(J22)를 구비하며, 그에 따라 그것은 상기 노즐 어댑터(J11)의 상기 커넥터(J12)에 교접 연결된다. 상기 노즐 어댑터(J11)가 상기 구즈넥(J10)을 형성하기 위해 상기 베이스부(J20)에 연결될 때, 상기 피스톤 챔버에서 상기 커넥터(J22)까지 확장하는 채널(J23)(도 13B)은 상기 주조 매체가 상기 다이 공동(T15)로 운반되는 것을 통해 연속적인 채널을 형성하도록 상기 노즐 어댑터(J11)의 상기 채널(J15)과 작동가능하게 정렬된다.

상기 구즈넥(J10)의 상기 베이스부(J20)는 상기 피스톤 챔버의 범위를 한정하며 상기 분사 피스톤(injection piston)이 미끄러지는 슬리브(J20')(도 14A 및 도 15A)가 갖춰진다. 상기 슬리스(J20')는 상기 슬리브(J20')가 닳게될 때 새로운 슬리로 변위될 수 있도록 상기 베이스부(J20)로부터 제거가능하다. 종래 기술의 구즈넥들에서, 베이스부내에서 보어(bore) 또는 제거 불가능한(non-removable) 슬리브가 피스톤 챔버의 범위를 한정하는 것이 지적된다. 상기 보어 또는 슬리브는 주 어진 수의 주조 싸이클 후에 그것이 닳게되면 다양한 기술(예를 들면, 재차구멍뚫는것(re-boring), 숫돌로가는 것(honing))에 따라 새표면으로 만들어져야 하고, 상기 구즈넥이 상기 다이 캐스팅 장치(die-casting machine)으로부터 제거된 후 상기 분사 피스톤과 링들(rings)은 그에 대해 상기 보어에 대한 직경 변화(diametrical changes)의 결과에 따라 개조되어야 한다. 상기 슬리브(J20')의 제거가능한 특징은 따라서 상기 구즈넥(J10)을 수리하기 위해 필요한 시간을 상당히 감소시킨다. 상기 베이스부(J20)의 외부로 상기 슬리브(J20')을 압축하기 위해 상기 베이스부(J20)의 하단에 슬리브 J20을 누르기 위해 액세스(access)가 제공된다. 상기 슬리브(J20')는 상기 헤드부(J24)(도 14A 및 도 15A) 내에 상기 구멍(J27)을 통해 외부로 나갈 수 있다. 더욱이, 상기 새로운 슬리브의 내부 직경이 상기 이전의 슬리브(J20')과 동일할 때, 상기 다이 캐스팅 공정의 공정 변수들은 필수적으로 일정한 상태로 되며, 종래 기술의 상기 분사 유닛이 구비되지만, 상기 보어 또는 슬리브의 내부 직경은 상기 유압 장치(hydraulic system) 내에 주어진 어떤 압력에 대해 분사의 금속 압력을 점차 감소시키 각 재차 구멍뚫는 것(re-boring)에서 증가된다.

도 12, 도 15A 및 도 15B를 참조하면, 상기 구즈넥(J10)이 상기 구동부(J30)에 연결되는 상기 헤드부(J24)가 상기 채널(J23) 내에서 매체의 고형화(solidification)를 방지하도록 상기 베이스부(J20)를 가열할 가열 카트리지들(J25)을 구비하는 것이 나타난다. 상기 수직 카트리지들(J25)은 상기 구즈넥(J10)으로부터 그것들의 제거가 수월하게 하는 플랜지 헤드 슬리브들(J26) 내에 배치된다. 열전쌍들(J14)은 상기 온도를 제어하도록 제공된다. 구멍(J27)은 상기 헤드부 (J24) 내에서 한정되고, 상기 베이스부(J20) 내의 피스톤의 상기 구동을 위한 상기 구동부(J30)의 구동 로드(actuation rod)를 수용하도록 제공된다.

그 외 다른 적절한 가열 수단(heating means)은 상기 구즈넥(J10)의 채널(J23) 내의 상기 매체의 고형화를 방지하는 데 사용될 수 있다. 예를 들면, 마그네슘의 고형화를 방지하기 위하여 적절한 온도에서 상기 채널(J23)의 표면을 유지하도록 가열용액(heating liquid)이 운반되는 가열 도관들(heating conduits), 또는 또다른 적절한 장치가 상기 구즈넥(J10)에 제공될 것이다.

도 18 A, 도 18B, 도 19A 및 도 19B를 참조하면, 상기 구동부(J30)은 실린더 형태로서 구동기(J31)를 구비하는 것이 나타난다. 구동 로드(J32)는 상기 베이스부(J20)의 상기 피스톤(J32')에 자유롭게 연결가능한 나사산단(threaded end)을 구비한다. 그러므로, 상기 구동기(J31)는 상기 베이스부(J20)의 상기 피스톤(J32')을 변위시키며, 따라서 상기 다이 공동(T15)(도 13A) 내의 주조 매체의 분사를 제어할 것이다.

상기 구동부(J30)는 상기 베이스부(J20)을 경유하여 상기 구동기(J31)와 구즈넥(J10)를 지지하는 케이싱(casing)을 구비한다. 더욱 정확히, 상기 케이싱의 하단(bottom,J33)은 상기 헤드부(J24)가 상기 하단(J33)과 맞물려 내부로 미끄러질 수 있고 정확히 배치될 수 있도록 상기 베이스부(J20)의 헤드부(J24)와 협조적으로 연결되기에 적합한 형태를 한정한다. 상기 피스톤부(J20)의 피스톤 챔버가 주조 매체로 채워질 때, 안전 실린더(safety cylinder,J31)는 상기 케이싱의 상단에 고정되며 상기 구동기(J31)를 잠그도록 구동된다. 상기 안전 실린더(J34)는 특히 상기 다이부들(T12)(도 6A)이 서로 분리될 때 상기 구동기(J31)의 불필요한 변위(unwanted displacement)를 방지하기 위해 상기 구동 로드(J32)와 협력한다. 예를 들면, 상기 구동 로드(J32)는 흡입부(throat portion), 상기 안전 실린더, 그리고 상기 흡입부와 상호 협력하는 대응 포크부(corresponding fork portion)가 구비된 슬리브(J32'')를 구비할 수 있다. 제거가능한 투명 도어(미도시)는 상기 작동 로드(J32)의 유동이 나타나도록 하는 반면, 상기 케이싱을 밀폐하여 폐쇄하기 위하여 상기 케이싱의 상기 개방면(open face)에 제거가능하게 고정된다.

비록 상술한 분사 유닛(J)은 단일 피스톤 구조를 구비하지만, 이중 피스톤 기술(double-piston technology)는 상기 다이 캐스팅 장치(A)에 사용될 것이다. 더블 피스톤 분사 유닛(double-piston injection unit)은 전형적으로 소스(source)에서 상기 다이로 용융 주조 매체를 운반하도록 제공된 제1 피스톤, 그리고 제1 피스톤과 상기 다이 사이의 상기 통로를 폐쇄 및 개방하도록 제공되는 제2 피스톤을 구비한다.

상기 프레임(F) 위의 상기 분사 유닛(J)

도 10, 도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 분사 유닛(J)는 상기 아치(F20)에 고정된다. 본 발명의 바람직한 실시에에서, 상기 분사 유닛(J)은 상기 프레임(F)에 대하여 정지 상태에 있고, 그리고 상기 테이블(T)은 주조 싸이클 내내 상기 분사 유닛(J)과 함께 맞물려 피벗 작동한다. 상기 분사 유닛(J)은, 비록 주조 싸이클 동안 정지 상태에 있지만, 상기 아치(F20)의 수직 평면(vertical plane)에서 조절가 능하게 하기 위해서 상기 아치(F20)에 고정된다. 더욱 정확하게, 두 개의 자유도(DOFs)는 상기 구즈넥(J10)의 상기 노즐 어댑터(J11)가 상기 채널(T13)(도 13B)의 상기 다이부들(T12)의 분리선에 대하여 정렬될 수 있도록 상기 분사 유닛(J)과 상기 아치(F20) 사이에 제공된다. 따라서, 상기 조절기구(F24)의 하나의 자유도(DOF)가 고려되면(도 5A 및 도 5B), 합계로, 세 개의 자유도(DOFs)가 제공된다.

도 12에 도시된 것처럼, 벡터 (V7) 및 (V8)은 제1 조절 자유도(the first adjustment DOF)의 방향을 나타내지만, 벡터 벡터 (V9) 및 (V10)은 제2 조절 자유도(the second adjustment DOF)의 방향을 나타낸다. 상기 구동부(J30)의 케이싱은 직사각형의 홀들(J36)(도 19A 및 도 19B)을 구비하는 한 쌍의 플랜지(J35)를 구비한다. 상기 분사 유닛(J)은 상기 아치(F20)의 대응하는 채널(corresponding channels)에 미끄러지게 수용되는 상기 한쌍의 플랜지(J35)에 의해 상기 아치(F20)에 고정된다. 상기 슬라이딩 맞물림(the sliding engagement)은 그 사이에서 벡터 (V7) 및 (V8) 방향으로 상기 구동부(J30)의 변형을 허용한다. 조절 기구(F30')는 상기 아치(F20)에 대하여 상기 구동기부(J30,actuator portion)의 직립위치(vertical position)을 조절하기 위해 제공된다. 상기 조절 기구(F30')는 전형적으로 상기 구동기부(J30)의 정확한 위치 결정(precise positioning)을 위해 나사산 볼트 및 너트 조합으로 구성된다. 상기 직사각형의 구멍들(oblong openings,J36)은 벡터 (V7)과 (V8) 방향으로 상기 구동부(J30)를 설정하도록 패스너들(fasteners,F30)과 협동한다. 상기 패스너들(F30)은 상기 플랜지(J35)를 수용하는 상기 채널들 위에서 압력을 강력히 발휘하도록 수동으로 조여진다.

도 12에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 상기 아치(F20)는 상기 아치(F20)의 나머지에 대하여 벡터 (V9) 및 (V10)의 방향으로 미끄러지게 이동가능한 판(plate,F31)을 구비한다. 패스너들(F32)은 상기 아치(F20)의 나머지에 대한 위치에서 판(F31)을 압착하고, 조절 기구들(F33)은 상기 판(F31)의 수평 위치의 더욱 미세한 조절을 허용한다.

상기 구동부(J30)가 상기 아치(F20) 위에서 유지되는 동안, 상기 분사 유닛(J)의 구조는 상기 구즈넥(J10)이 상기 아치(F20)에서 제거되는 것을 허용한다.

열가압실(C)

도 3을 참조하면, 상기 열가압실(C)은 상기 프레임(F)에 대한 위치에서 도시된다. 도 16A, 도 16B 및 도 21을 참조하면, 상기 열가압실(C)은 일반적으로 상기 프레임(F)에 대하여 변위가능하도록 하기 위해, 롤러들(C11) 위에 있는 박스 형태의 고로(box-shaped furnace,C10)을 구비한다. 상기 고로(C10)는 도가니(C20)가 삽입되어 통과하는 구멍이 구비된 상단 표면을 구비한다. 상기 상기 도가니(C20)가 상기 고로(C10) 내에 있을 때, 접근 도어부(C12)와 분사 접근부(C13)는 상기 구멍을 덮는다. 상기 도가니(C20) 내의 상기 용융 주조 매체는 반응 상태에 있다. 상기 용융 주조 매체가 산화하는 것을 피하기 위해, 상기 도가니(C20) 내의 상기 용융 주조 매체의 용액은 주위 공기에 가능한 최소로 노출되어야 한다. 예를 들면, 차폐 가스(shielding gas)는 전형적으로 상기 용융 매체 용액 위에서 차폐 유체층(shielding fluid layer)을 형성하도록 사용된다. 그것은 다른 가스들과 혼합된 SF6 가스 또는, 차폐 가스로서 다른 어느 적당하며 동등한 것을 사용하는 것이 주지된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 분사 접근부(C13)는 세 개의 패널로 구성된다. 그리고 세 개의 패널은 도 20A 및 도 20B에서 (C14A), (C14B) 및 (C14C)로 도시된다. 상기 베이스부(J20)의 하단부가 상기 도가니(C20)의 용융 주조 매체의 용액 내에 있도록 상기 패널들(C14A 및 C14B)은 상기 구멍(C15)의 범위를 한정하고, 그것은 상기 분사 유닛(J)의 상기 베이스부(J20)을 밀봉하여 수용한다. 상기 패널(C14C)은 상기 패널(C14B)에 인접한다. 상기 패널들(C14)은 도 20B에 도시된 키 커넥터 부(keyed connector portion)와 접하는 접합상태(junctions)에서 키 연결(keyed connection)에 의해 상호 연결됨에 따라, 상기 패널들(C14)은 서로 밀폐되어 연결되는 동안, 상기 도가니(C20)의 내부에 접근하도록 개별적으로 개방될 수 있다. 더욱 상세히, 상기 패널(C14C)는 상기 도가니(C20)의 내부에 접근하기 위해 예를 들면, 유지 및 청소를 위해 상기 분사 유닛(J)의 면전에서 제거될 수 있다. 다양한 개스킷들 및 시일들(C17)은 상기 분사 접근부(C13)의 밀폐(air tightness)를 보증한다. 예를 들면, 상기 시일들(C17) 중 어느 하나는 상기 구멍(C15)의 외면(periphery)에 제공되는데, 그에 의해 상기 베이스부(J20)는 일반적으로 밀폐 형태에 수용된다.

상기 차폐 유체(예를 들면, SF6)가 상기 용융 주조 매체의 표면 위에서 상기 차폐 층(shielding layer)을 형성하기 위해 주입될 수 있도록 포트들(ports,C18)은 상기 패널들(C14) 위에 제공된다. 상기 SF6 층은 상기 주조 매체와 주변 공기 사이 에 장벽을 형성할 것이기 때문에 상기 주조 매체의 산화를 감소시킬 것이다. 도 18A에 도시된 바와 같이, 상기 도가니(C20)의 상기 용융 주조 매체가 주변 공기에 노출됨에 따라, 하나의 포트(C18)가 상기 분사 유닛(J)의 상기 구동부(J30)의 케이싱 위에 제공된다.

개방 및 폐쇄 위치 사이에서 피벗 작동되도록 하기 위해, 상기 접근 도어부(C12)는 프레임부(frame portion)에 회전축으로 장착된다. 상기 접근 도어부(C12)의 상기 개방 위치는 도 16A에 도시된다. 그에 반하여 상기 접근 도어부(C12)의 폐쇄 위치는 도 16B에 도시된다. 고형 매체(solid medium)의 주괴들(ingots)는 자동 시스템(미도시)에 의하거나 수동으로 상기 접근 도어부(C12)를 통해 제공된다. 상기 고로(C10) 내의 공기 침입(air infiltration)을 상당히 방해하기 위해, 적합한 봉공 처리(suitable sealing)(예를 들면, 개스킷들)는 상기 폐쇄 위치에서 상기 접근 도어부(C12)의 상기 주위를 밀폐하기 위해 제공된다.

상기 도가니(C20)는 상기 주조 매체로부터 침전된 재료(material precipitated)가 상기 도가니(C20)의 바닥에 쌓일 수 있도록, 그리고 상기 도가니(C20)에서 쉽게 퍼내어지도록 오목한 바닥(concave bottom)을 구비한다. 상기 도가니(C20)의 외부(C21)는 상기 도가니(C20)로부터 주조 매체가 넘치는 경우에는 상기 도가니(C20)의 외부의 산화를 방지하기 위해서, 바람직하게 연강 위에 접착된 스테인리스강층의 롤(stainless steel layer roll bonded on mild steel)이다. 더욱이, 스테인리스강의 스트립 또는 그와 동등한 것(예를 들면, 세라믹)은 상기 차폐 유체의 층이 부정확하게 조정되는 경우(예를 들면, SF6의 과도한 집중) 또는 공기 습도량이 지나치게 높을 경우에 상기 도가니(C20)의 내부(C22)의 부식을 방지하기 위해, 상기 도가니(C20)의 내부(C22)의 표면부(top portion) 위에 씌워진다. 상기 도가니(C20)는 또한 완전히 스테인리스강으로 구성될 수도 있고, 상기 용융 마그네슘의 오염을 피하기 위해 바람직하게 저니켈 함유량의 스테인리스 내부 피복을 포함할 수도 있고, 최소의 부식과 함께 고온을 견디기 위해 맞춰진 스테인리스 외부 피복을 포함할 수도 있다.

도어(C30)는 주조 매체의 누출을 위한 출구를 제공하기 위해 상기 고로(C10)의 바닥에 제공된다. 상기 프레임은 오버플로 리저버(overflow reservoir)(미도시) 내에 흡수제(absorbent)가 제공될 것이다. 상기 흡수제는 상기 주조 매체를 모으기 위해 상기 도어(C30)의 맞은 편에 배치된 오버플로 리저버에 대하여 전형적으로 폴리에틸렌 백들(polyethylene bags) 내의 건조사(dry sand)다.

분사 유닛(J)과 열가압실(C) 사이의 상호 연결

도 16B를 참조하면, 상기 구즈넥(J10)을 상기 고로(F10)로부터 제거하는데 사용하기 위해, 상기 고로(C10)에 제거가능한 지지 브라켓(C40)이 제공된다. 상기 베이스부(J20)는 상기 밀폐를 보증하는 상기 시일들(C17)중 어느 하나와 더불어 상기 구멍(C15) 내에 수용된다. 상기 제거가능한 지지 브라켓(C40)은 상기 지지 브라켓(C40)이 예를 들면 상기 고로(C10)으로부터 그것을 제거하기 위해 상기 구즈넥(J10)을 들어올리기 위한 크레인과 같은 커넥터의 역할을 할 수 있도록, 상기 구즈넥(J10)의 헤드부(J24)의 상단에 고정될 수 있다.

앞서 상술한 바와 같이, 상기 구즈넥 부(J10)(즉, 상기 노즐 어댑터(J11)와 베이스부(J20))이 제거되는 동안, 상기 분사 유닛(J)의 구동부(J30)는 상기 아치(F20) 위에서 자주 유지된다. 그러한 경우, 상기 지지 브라켓(C40)은 상기 구동부(J30)로부터 분리될 때 상기 후자(the latter)가 지지되도록 상기 베이스부(J20)를 지지한다. 마찬가지로, 상기 베이스부(J20)이 상기 구동부(J30)과 맞물릴 때까지, 상기 아치(F20) 쪽으로 상기 열가압실(C)를 변위시킴에 의해 상기 구동부(J30)에 연결될 수 있도록 상기 지지 브라켓(C40)에 의해 지지됨에 따라 상기 구즈넥(J10)은 상기 고로(C10)에 개별적으로 장착될 수 있다.

상기 고로(C10)로부터 상기 구즈넥(J10)을 제거하기 위한 커넥터로서 역할을 하기 위해, 상기 지지 브라켓(C40)은 상기 고로(C10)로부터 분리될 수 있다. 상기 구즈넥(J10)이 상기 용융 주조 매체와 접촉하는 동안 상기 구즈넥(J10)이 고온하에 있게됨에 따라, 상기 구즈넥(J10)을 제거하기 위해 지지구조들(예를 들면, 크레인)을 사용하는 것이 바람직하다. 그러한 목적을 위해, 상기 분리된 지지 브라켓(C40)은 상기 구즈넥(J10)사이에서 예를 들면, 크레인과 같은 커넥터로서 사용될 수 있다.

주조 매체

본 발명의 분리선 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치(A)는 다양한 금속들과 금속 합금을 형성하는 데 사용될 수 있다. 본 발명의 이러한 다이 캐스팅 장치는 뚜렷한 결과와 더불어 마그네슘을 주조하는 데 적합하다. 종래의 다이 캐스팅 장치의 문제점들은 본 발명의 다이 캐스팅 장치에 의해 다뤄졌다.

마그네슘의 효율적인 다이 주조를 위해, 상기 용융 마그네슘의 산화는 감소되어야 한다. 종래의 다이 캐스팅 장치의 산화의 하나의 주요 원인은 상기 용융 마그네슘 용액 내에서의 상기 분사 유닛의 일정한 변위다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 고정식 분사 유닛(J)와 열가압실(C) 쪽으로 변위가능하도록 하기 위해 상기 슬라이드들을 통합하는 상기 테이블(T)은 상기 프레임(F)에 회전축으로 장착된다. 따라서, 상기 분사 유닛(J)이 위치 조정될 때, 그것은 정지상태로 있고, 따라서 상기 분사 유닛(J)는 상기 용융 매체 용액의 상기 상단 표면 위에 차폐 유체의 장벽을 붕괴시키지 않는다.

산화의 또 다른 원인은 상기 열가압실(C)의 상기 고로(C10)로의 상기 차폐 가스의 부적절한 공급이다. 본 발명에서, 추가적인 포트들(C18)은 상기 고로(C10)로의 차폐 가스의 적절한 공급을 보증하도록 제공된다. 또한, 상호 구동들(예를 들면, 상기 고로(C10)에 고정된 상기 분사 유닛(J))의 밀폐는 또한 산화의 수준을 감소시키는 데 도움을 준다.

더욱이, 다른 주조 매체(예를 들면, 아연)과 비교될 때, 상기 도가니(C20)는 용융 마그네슘의 더 높은 온도로부터 보호되도록 스테인리스강의 층들로 코팅되었다. 또한, 상기 피스톤 부(J20)와 상기 노즐 어댑터(J11) 내의 다수개의 가열 카트리지들의 추가는 상기 마그네슘이 상기 분사 유닛(J)에서 고형화되는 것을 방지할 것이다.

마그네슘을 다이 주조할 때, 안전과 정확한 제어를 위해 전원을 사용하는 것이 바람직하다. 용융 마그네슘과 유압 오일(예를 들면, 유압 가열 선이 누설되는 경우)의 혼합물은 반응성이 매우 높을 수 있다. 따라서 상기 다이 캐스팅 장치(A)에 가능할 때 전원이 바람직하다. 예를 들면, 상기 열가압실(C)은 상기 피스톤부(J20)의 상기 가열 카트리지들과 마찬가지로 바람직하게 전기적으로 전원 공급된다.

본 발명은 첨부 특허청구범위에 의해 나타나는 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도내의 다양한 개조를 포함한다.

Claims (73)

1. 다이 캐스팅 장치에 있어서,

   프레임;

   상기 프레임에 구동가능하게 장착되고 적어도 주조 위치 및 중단 위치 사이에서 상기 프레임에 대하여 변위가능한 테이블;

   적어도 두 개의 슬라이드들을 구비하되, 상기 각 슬라이드는 금형을 구비하고, 상기 적어도 두 개의 슬라이드들은 상기 금형들이 다이 공동을 형성하기 위해 분리선 사이에서 접하도록 폐쇄 및 개방 방식으로 구동할 수 있으며 상기 테이블에 고정된 슬라이드 가이드 기구;

   상기 프레임에 고정되도록 장착되고 소정 용탕 공급 수단에 연결되고, 노즐을 구비하며, 주물을 주조하기 위하여 상기 노즐을 통하여 상기 공급 수단으로부터 용탕을 상기 다이 공동 내로 분사하도록 분사 유닛;을 가지고

   상기 테이블 위의 상기 금형들이 상기 다이 공동 내에서 소정 생산물을 주조하기 위한 상기 금형들의 분리선에서 상기 분사 유닛의 노즐과 맞물리는 상기 주조 위치와, 상기 테이블 위의 상기 금형들이 상기 다이 공동으로부터 주조된 생산물의 탈형을 위한 노즐로부터 분리되는 상기 중단 위치 사이에 상기 분사 유닛에 대하여 상기 테이블이 변위될 수 있도록 상기 프레임에 상기 테이블을 구동가능하게 고정시키며 상기 테이블 및 프레임 사이에 구동가능하게 연결된 구동수단들을 구비하는 상대적 변위가 가능한 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상대적 변위가 가능하도록 하기 위해서 상기 테이블이 상기 구동 수단들의 구동에 의해 상기 분사 유닛과 맞물려 분리선 내로 피벗 동작할 수 있도록 상기 테이블을 상기 프레임으로 연결하는 상기 프레임의 피벗 기구를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 피벗 기구는 상기 테이블의 하단에 배치되는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 피벗 기구는 적어도 하나의 구형 베어링을 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 구동 수단은 상기 분사 유닛에 대하여 상기 테이블의 피벗 동작을 위해 상기 테이블과 프레임 사이에 적어도 하나의 실린더를 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 구동 수단은 상기 분사 유닛과 맞물리는 분리선 방향으로 상기 테이블의 피벗 동작 속도를 낮추기 위한 완충기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 구동 수단은 상기 테이블이 상기 분사 유닛에 맞물리는 분리선에 도달할 때, 상기 다이 공동 내로 용탕을 분사하도록 시동되는 리미트 스위치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 다이 공동과 분사 유닛 사이에서 맞물리는 분리선의 위치를 조절하고 상기 테이블을 상기 프레임에 대하여 고정하기 위하여, 상기 프레임에 상기 테이블을 선택적으로 연결하고, 그리고 상기 분사 유닛에 대하여 상기 테이블을 피벗 동작시키도록 수동으로 구동가능한 조절기구를 상기 구동수단이 더 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 조절 기구는 죔쇠인 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 공급 수단은 열가압실인 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 열가압실은 도가니가 구비된 고로를 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 용탕에서 침전하는 재료가 상기 도가니에서 퍼내어질 수 있도록 상기 도가니의 공동은 오목한 바닥을 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
13. 제11항에 있어서, 상기 도가니는 일반적으로 연강으로 구성되며, 상기 도가니의 외부 표면은 스테인리스강의 층과 함께 접착되는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
14. 제11항에 있어서, 상기 도가니의 적어도 외부표면과 내부 표면은 스테인리스강인 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
15. 제11항에 있어서, 상기 도가니의 공동의 상단부는 산화를 감소시키기 위해 스테인리스강 및 세라믹 중 어느 하나의 스트립을 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
16. 제11항에 있어서, 상기 분사 유닛은 용탕이 공급되도록 하기 위해 상기 고로의 상단 표면의 구멍에 수용되고, 상기 분사 유닛과 고로 사이에 밀폐를 이루기 위한 시일이 구비되는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
17. 제16항에 있어서, 상기 고로의 상단 표면은 상기 분사 유닛에 인접한 상기 고로의 내부에 접근하기 위해 상기 구멍에 인접한 부가 도어를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
18. 제11항에 있어서, 상기 고로의 상단 표면에는 상기 도가니 내의 상기 용탕의 상단 표면 위에 차폐 층을 형성시키기 위해 차폐 유체가 상기 고로에 제공될 수 있도록 적어도 하나의 포트가 구비되는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
19. 제11항에 있어서, 상기 고로는 전기적으로 가열되는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
20. 제11항에 있어서, 용탕의 배출을 위해 상기 고로의 하단에 출구가 제공되는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
21. 제20항에 있어서, 상기 용탕을 수용하기 위한 상기 출구의 맞은편에 흡수제가 배치되는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
22. 제11항에 있어서, 상기 고로는 롤러들 위에서 지지되는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
23. 제1항에 있어서, 상기 분사 유닛은 상기 다이 공동을 형성하는 금형들 사이에 상기 분사 유닛의 노즐과 상기 분리선을 정렬시키기 위하여 상기 테이블의 평면에 평행한 적어도 하나의 방향에서 상기 프레임에 대하여 변위될 수 있는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
24. 제23항에 있어서, 상기 방향은 상기 테이블의 상기 평면에 대체로 평행하며 하나의 방향은 수평이며 다른 방향은 수직인 두 개의 방향인 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
25. 제1항에 있어서, 상기 분사 유닛은 구즈넥 및 노즐 어댑터를 구비하는 인젝터 및 상기 인젝터를 구동시키는 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
26. 제25항에 있어서, 상기 분사 유닛은 상기 분사 유닛을 잠그기 위해 상기 구동부와 선택적으로 구동하는 안전 실린더를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
27. 제25항에 있어서, 상기 구동부는 상기 구즈넥이 제거되는 동안 상기 구동부가 상기 프레임에 고정된 상태로 될 수 있도록, 상기 구즈넥으로부터 분리 가능한 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
28. 제25항에 있어서, 상기 분사 유닛은 상기 용탕의 온도를 제어하기 위해 상기 인젝터의 용탕 운반 채널을 따라 제공된 가열 카트리지들을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
29. 제28항에 있어서, 상기 분사 유닛은 상기 용탕의 온도를 제어하기 위해서 상기 인젝터의 상기 운반 채널을 따라 배치되는 열전쌍을 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
30. 제28항에 있어서, 상기 가열 카트리지 중의 적어도 어느 하나는 상기 구즈넥으로부터 분리시킬 수 있도록 플랜지 헤드 슬리브 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
31. 제28항에 있어서, 상기 가열 카트리지들은 전기적으로 가열되는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
32. 분사 유닛 및 소정 테이블에 얹혀지는 적어도 두 개의 슬라이드를 갖고, 상기 테이블과 분사 유닛은 서로에 대하여 상대적으로 변위될 수 있고, 상기 슬라이드들은 금형을 구비하되 분리선 사이에서 다이 공동을 형성하기 위하여 폐쇄 및 개방 동작의 형태로 구동되는 타입의 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치를 통하여 마그네슘 주물을 다이 캐스팅하기 위한 방법에 있어서,

    상기 다이 공동을 형성하기 위하여 상기 금형을 폐쇄하고;

    노즐이 상기 다이 공동과 유동적으로 연결되도록, 상기 분사 유닛 방향으로 상기 테이블을 변위시킴으로서 상기 다이 구획들의 분리선에 상기 분사 유닛의 노즐을 맞물리게 하고;

    용융 마그네슘이 마그네슘 주조 생산물을 형성하도록 상기 다이 공동 내에서 고형화되는 상기 다이 공동 내에 상기 용융 마그네슘을 분사하고;

    상기 분사 유닛으로부터 상기 테이블을 이동시킴으로서 상기 분사 유닛의 노즐로부터 상기 다이 공동을 분리하고; 그리고

    상기 마그네슘 주조 생산물을 떼어 내기 위해 상기 다이 구획들을 개방하는; 단계들을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마그네슘 다이 캐스팅 방법.
33. 제32항에 있어서, 상기 분사 유닛에 대한 상기 테이블의 상기 변위는 상기 분사 유닛에 대하여 상기 테이블을 회전시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 마그네슘 다이 캐스팅 방법.
34. 제1항에 있어서,

    구즈넥 및 노즐 어댑터를 구비하고, 아울러 상기 용탕을 수용하도록 상기 구즈넥의 일측 단부에는 베이스부를, 상기 용탕을 다이 공동 내에 분사하도록 상기 노즐 어댑터의 일측 단부에는 상기 노즐을, 상기 베이스부와 노즐 사이에서 상기 용탕이 운반되도록 상기 베이스부와 노즐 사이에는 채널을, 그리고 상기 용탕을 빼내고 동시에 상기 채널의 용탕을 상기 다이 공동 내로 분출하도록 안내하기 위하여 구동할 수 있는 상기 베이스부에는 피스톤 챔버를 구비하는 인젝터;

    상기 피스톤 챔버를 구동시키기 위해 상기 구즈넥에 연결된 구동부; 및

    상기 채널 내의 상기 용탕의 온도를 제어하기 위해서 상기 채널에 인접한 상기 인젝터에 수용되는 가열 카트리지들;

    을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
35. 제34항에 있어서, 상기 베이스부는 상기 용탕의 용융물 내에 잠겨 있는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
36. 제34항에 있어서, 상기 가열 카트리지들은 상기 채널로부터 평행하며 방사상으로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
37. 제34항에 있어서, 상기 용탕은 용융 마그네슘이며 상기 용탕의 온도를 제어하기 위해 상기 채널을 따라 배치된 열전쌍들을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
38. 제34항에 있어서, 상기 가열 카트리지 중의 적어도 어느 하나는 상기 구즈넥으로부터 분리시킬 수 있도록 하기 위해 소정 플랜지 헤드 슬리브 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
39. 제34항에 있어서, 상기 가열 카트리지들은 전기 공급에 의해 전기적으로 가열되는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
40. 제34항에 있어서, 상기 분사 유닛을 잠그기 위해 상기 구동부와 선택적으로 구동하는 잠금 수단을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
41. 제34항에 있어서, 상기 구즈넥이 제거되는 동안 상기 구동부가 상기 다이 캐스팅 장치에 고정되는 상태로 될 수 있도록, 상기 구즈넥으로부터 상기 구동부가 분리가능한 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
42. 제34항에 있어서, 상기 용탕은 마그네슘인 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
43. 제34항에 있어서, 상기 피스톤 챔버는 상기 베이스부의 하단에 위치한 슬리브의 내부 공동에 의해 범위가 한정되는데, 상기 슬리브는 마모시 교환가능하도록 상기 베이스부로부터 제거할 수 있는 것을 특징으로 하는 다중 슬라이드형 다이 캐스팅 장치.
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