KR101453108B1 - 인라인 엔진의 엔진 블록 제조 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주물, 특히, 다수개의 인라인 실린더 배열(예를 들면 2 내지 8의 실린더)을 갖는 엔진 블록과 같은 복합 형상 주물을 제조하기 위한 금형 장치에 관한 것이다. 상기 금형 장치는 특히 다이 캐스팅 기계(die casting machines)에 적합하다.

주물, 다이캐스팅, 복합형상주물, 하프고정몰드, 하프가동몰드, 워터자켓

Description

인라인 엔진의 엔진 블록 제조 장치 및 그 제조 방법{MOULDING EQUIPMENT FOR ENGINE BLOCKS OF IN-LINE ENGINES AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 주물, 특히, 다수개의 인라인 실린더 배열(예를 들면 2 내지 8의 실린더)을 갖는 엔진 블록과 같은 복합 형상 주물을 제조하기 위한 인라인 엔진의 엔진 블록 제조 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 상기 금형 장치는 특히 다이 캐스팅 기계(die casting machines)에 적합하다.

US-PS 5865241은 하프 고정 및 가동 몰드로 이루어진 몰드 내 V 엔진 블록을 제조하기 위한 다이 캐스팅 기계를 나타내고 있다. 상기 하프 가동 몰드(mobile mould half)는 몰드 캐비티(mould cavity)와 가이드 핀 이젝터 블록(pin-guided ejector block)을 포함한다. 클램핑 플레이트 상에는 복동(複動)의 실린더(double-acting cylinder)를 통해 클램핑 플레이트로부터 리프트 될 수 있는 이젝터 박스가 존재한다. 상기 실린더는 몰드와 접촉하지 않는 클램핑 플레이트의 측면에 돌출되어 위치한다.

상기 몰드 캐비티의 수평면 상에는 추가 실린더들이 양측면에 상기 실린더와 수직으로 배열되어 있어 슬라이드를 수축시키고 팽창시키는 역할을 한다.

상기 이젝터 박스는 최초에 언급된 실린더 부분을 수용하는 대규모 플레이트로 그 단면은 사다리꼴 형상이다. 엔진 블록의 V 위치와 동일한 각도를 갖는 경사 면 벽 위에는 엔진 실린더용 인서트와 함께 복동(複動)의 이젝터 실린더가 각각 존재하는데, 만일 엔진 실린더용 인서트 축이 실질적으로 길게 연장되었다면, 그 축은 몰드 캐비티 내에서 교차되었을 것이다. 이러한 실린더들이 경사면에 장착됨으로 인해 주물이 추출될 때 수평력 및 수직력의 구성요소들은 이젝터 박스를 움직인다. 주물의 개폐를 위해서는 추가적인 실린더들이 필요하다.

유사한 금형 및 다이-캐스팅 기계는 WO 2004/033131에 기재되어 있으며, 상기 특허에서는 하프 가동 몰드를 움직이기 위해 2개의 추가 유압 실린더가 마련된다. 이 실린더 배열은 또한 몰드와 접촉하지 않는 하프 가동 몰드의 측면에 상당 부분이 돌출되어 있다.

상술한 몰드는 수 많은 설계 작업을 포함하고 있고, 매우 크다. 따라서, 막대한 하중은 다이 캐스팅 기계에 의해 이동되어야만 한다.

얇은 벽으로 둘러싸인 내부 공간을 빠르게 냉각시키기 위해 냉각 자켓 인서트(cooling jacket insert)를 구비하고 있는 인-라인 엔진의 엔진 블록 주조용 몰드는 이미 알려져 있다. 이와 같은 몰드는, 워터 자켓(water jacket) 및/또는 워터 자켓 인서트는 용융 금속(molten metal)에 매우 오래 노출되는데, 이는 각각의 내용연수(service life)가 낮고 또는 불규칙적임을 의미하고, 5000 내지 15000의 쇼트(shot) 이후에는 시간과 비용이 소모되어 몰드를 교체해야만 한다는 것을 의미한다.

본 발명은 주물, 특히, 짧은 시간내에 워터 자켓 인서트와 같은 특수 인서트(special insert)로 교체할 수 있는 인-라인 엔진의 엔진 블록과 같은 복합 주물 제조용 금형 장치 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 본 발명은 청구항 1과 2의 특징들에 의해 달성된다. 워터 자켓 인서트 (슬리브가 있는)는 취출기계와 연동하는 슬라이드와 같이 동작한다.

본 발명은 실질적으로 알려진 사실, 즉, 워터 자켓 인서트의 수명(service life)을 연장하는 목적이 냉각 용융 금속(cooling molten metal)과의 접촉을 적게 하는 경우에만 달성될 수 있다는 사실에 기초하며, 이는 수리 비용이 적게 들 것이기 때문이다.

이는 시간 주기(cycle)가 단축되고 생산성이 향상되는 효과가 있는 기계 디자인의 단순화와 추출 주기의 단축에 의해 달성될 수 있다.

또 다른 목적은 인-라인 엔진용 몰드 등으로부터 워터 자켓 인서트를 제거하기 위한 절차를 제공하는데 있으며, 상기 절차는 상기 워터 자켓 인서트를 신속히 교체할 수 있도록 해 준다.

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도 1은 몰드가 폐쇄된 상태도

도 2는 몰드가 개방된 상태도

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1.고정 클램핑 플레이트(fixed clamping plate)

2.하프 고정 몰드(fixed mould half)

3.리세스(Recess)

4.하프 가동 몰드(mobile mould half)

5.가동 클램핑 플레이트(mobile clamping plate)

6.연결부(connection)

7.이젝터 유닛(ejector unit)

8.연결 바(Connecting bar)

9.실린더(cylinder)

10.잠금 볼트(locking bolt)

11.윤곽 인서트(Contour insert)

본 발명은 도면에 의해 아래 실시예에서 보다 상세하게 서술된다. 도 1은 몰드가 폐쇄된 상태를 나타내고, 도 2는 몰드가 개방된 상태를 나타낸다.

다이 캐스팅 기계의 수직적으로 배열된 금형 장비는 하프 고정 몰드(fixed mould half)(12)를 갖는 고정 클램핑 플레이트(fixed clamping plate)(1)과 하프 가동 몰드(mobile mould half)(4)를 갖는 가동 클램핑 플레이트(mobile clamping plate)(5)를 포함한다.

하프 가동 몰드(4)는 가동 윤곽 인서트(11)를 리프트하는 리세스(3)을 구비한다.

다이 케스팅 기계의 이젝터 유닛(7)은 하프 가동 몰드(4) 및 잠금 볼트(10)사이 및 하프 가동 몰드(4) 및 가동 클램핑 플레이트(5) 사이의 연결 바(8)를 특징으로 한다. 몰드의 유압 신속 클램핑 시스템은 가동 클램핑 플레이트(5)에 설치된다.

연결부 (Connection)(6)은 가동 윤곽 인서트 (11)과 이젝터 유닛 (7) 사이에 마련된다.

슬리브를 갖는 워터 자켓 인서트(윤곽 인서트 (11))는 슬라이드로서 작동 되고, 이젝터 유닛 (7)과 영구적으로 연결된다. 상기 슬라이드는 머신 실드 (machine shield) (가동 클램핑 플레이트 (5))내에서 4개의 연결 바 (8) (가이드 핀들)에 의해 가이드된다. 경화된 플레이트는 머신 실드 내에서 슬라이드 서포트로 설치된다.

인라인 엔진의 엔진 블록을 주조하기 위해 비중이 가벼운 용융 금속(molten light metal)을 몰드 내로 분사하고 1 차 응고 시기가 만료된 후, 몰드의 신속 클램핑 시스템 (quick clamping system)의 릴리즈가 추출되고, 가동 클램핑 플레이트 (5)가 대략 10 cm까지 이동/개방되며, 이젝터 유닛 (7)이 전방으로 발사(trigger)된다. 이어 상기 릴리즈는 수축(retract)되고, 상기 이젝터 유닛 (7)은 반대 방향으로 발사된다. 그렇게 되면 슬리브를 갖는 윤곽 인서트 (11)이 추출되고, 2차 응고 시기가 만료되면, 몰드는 개방된다. 상세하게 표시되지 않은 상하 슬라이드는 개방되고, 나타나지 않은 제거 장치(removal device)는 주물에 근접하여 고정될 수 있다. 그 후에 상세하게 표시되지 않은 측면 슬라이드는 개방되고, 제거 장치는 주물을 제거 할 수 있다. 결론적으로, 윤곽 인서트 (11)(워터 자켓 인서트)은 초기에 제때 냉각될 수 있고, 응력에 영향을 덜 받는다.

최종적으로, 상기 몰드는 평소처럼 분사되고, 이젝터 유닛 (7)은 전진하고, 실린더 라이너(cylinder iners)는 삽입된다. 상기 몰드는 폐쇄되고, 상기 몰드의 신속 클램핑 시스템의 릴리즈는 폐쇄된 몰드와 함께 수축되고, 다음 쇼트(shot)가 발생한다.

가동 윤곽 인서트 (11) 그 자체는 또한 해제되고 교체될 수 있다. 이를 종료하기 위해 몰드의 신속 클램핑 시스템의 릴리즈는 가동 클램핑 플레이트 (5)가 전진할 수 있도록 폐쇄된 몰드와 함께 추출되고, 그리고 나서 이젝터 유닛(7)이 전방으로 발사(trigger) 된다. 연이어, 전체 슬라이드는 제거될 수 있으며, 새로운 윤곽 인서트 (11)이 설치될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 설계의 단순화로 부품의 교체주기를 연장시킬 수 있을 뿐만 아니라 그에 따른 부품수요를 줄여 비용을 적게 들뿐만 아니라 교체시에도 신속하게 교체를 할 수있도록 하여 생산성 향상에도 기여를 한다.

Claims (5)

1. 가동 클램핑 플레이트(5)와 고정 클램핑 플레이트(1)로 이루어지고, 하프 가동 몰드(4) 및 하프 고정 몰드(2)가 상기 가동 클램핑 플레이트(5)와 상기 고정 클램핑 플레이트(1)와 인접하여 배치되며, 상기 하프 가동 몰드(4)는 슬리브를 가지는 윤곽 인서트(11)용 리세스(3)를 포함하고, 상기 리세스(3)는 리프트 될 수 있는 상기 윤곽 인서트(11)를 수용하고, 이젝터 유닛(7)이 상기 가동 클램핑 플레이트에 연결되고, 상기 이젝터 유닛(7)은 상기 윤곽 인서트(11)에 대한 연결부(6)를 가지는 몰드 장치에 의하여,

   상기 하프 가동 몰드가 개방되지 않은 상태에서 1차 응고 시기 만료 후에 상기 가동 클램핑 플레이트(5)가 주물 및 윤곽 인서트와 함께 상기 하프 가동 몰드로부터 후방으로 이동하는 단계와;

   상기 이젝터 유닛(7)을 전방으로 발사하여 주물과 윤곽 인서트를 상기 리세스에 재 수용하는 단계와;

   상기 이젝터 유닛(7)을 역방향으로 발사하여 상기 리세스로부터 윤곽 인서트(11)를 추출하는 단계와;

   2차 응고 시기 만료 후 몰드가 개방되는 것을 특징으로 하는 인라인 엔진의 엔진 블록 제조를 위한 방법.
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