KR101689178B1 - 원심 주조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원심 주조 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 수용 공간에 수용된 용융 금속을 원심 주조하기 위한 주조 금형; 상기 주조 금형에 수용된 용융 금속에 원심력을 발생시키기 위해 상기 주조 금형을 회전시키는 회전 모터; 상기 회전 모터의 회전력을 상기 주조 금형으로 전달하는 동력 전달기; 상기 주조 금형에서 원심력에 의해 주조된 제품을 상기 수용 공간으로부터 이탈시키는 제품 이탈기; 를 포함한다.
본 발명에 따르면 원심 주조된 제품을 금형으로부터 신속하게 이탈시킴으로써 원심 주조 장치의 가동률을 높일 수 있다.

Description

원심 주조 장치{CENTRIFUGAL CASTING APPARATUS}

본 발명은 원심력을 이용하여 금속 제품을 성형하기 위한 기술에 관한 것이다.

원심 주조 장치는 통형상의 금형을 회전시킴으로써 내부의 용융 금속이 금형의 내표면에 달라붙은 상태로 고형화되게 하여 제품을 생산하는 장치이다.

도1의 개략도에서와 같이, 기존의 알루미늄 제품 주조를 위한 원심 주조 장치(100)는 통형상의 주조 금형(110), 회전 모터(120) 및 동력 전달기(130)를 포함한다.

주조 금형(110)은 내부에 용융된 알루미늄을 투입할 수 있는 용기 형태이다.

회전 모터(120)는 주조 금형(110)을 회전시키는 구동원이다.

동력 전달기(130)는 회전 모터(120)로부터 발생한 회전력을 주조 금형으로 전달함으로써, 회전 모터(120)의 동력에 의해 주조 금형(110)이 회전될 수 있게 한다.

위와 같은 종래의 원심 주조 장치(100)는, 주조 금형(110)의 내부에 450도 내지 750도 사이의 용융 알루미늄을 투입한 후, 회전 모터(120)를 작동시켜 주조 금형(110)을 500 내지 600rpm으로 회전시킨다. 이러한 회전에 의해 주조 금형(110)의 내표면과 동일한 형상으로 용융된 알루미늄이 고형화되면서, 궁극적으로 주조 금형(110)의 내표면과 동일한 형상의 알루미늄 제품이 생산된다.

그런데, 위와 같은 종래의 원심 주조 장치(100)는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 생산된 고온의 알루미늄 제품을 주조 금형(110)으로부터 바로 꺼내기가 곤란하다.

둘째, 알루미늄 제품을 주조 금형(110)으로부터 꺼낼 때, 알루미늄 제품의 저면과 주조 금형의 바닥면 간에 음압이 발생하여 알루미늄 제품을 주조 금형(110)으로부터 이탈시키기가 곤란하다.

셋째, 따라서 알루미늄 제품이 충분히 식어 냉각 수축하기를 기다린 후 알루미늄 제품을 주조 금형(110)으로부터 꺼냄으로써, 대기 시간이 길어져 원심 주조 장치(100)의 가동률이 하락된다. 그리고 이러한 점은 생산성의 하락으로 이어진다.

대한민국 등록특허 10-1197141

본 발명의 목적은 주조 금형의 내부에서 고형화된 알루미늄 제품을 신속히 꺼낼 수 있는 기술을 제공하는 것이다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 형태에 따른 원심 주조 장치는, 성형 공간에 투입된 용융 금속을 원심 주조하기 위한 주조 금형; 상기 주조 금형에 수용된 용융 금속에 원심력을 발생시키기 위해 상기 주조 금형을 회전시키는 회전 모터; 상기 회전 모터의 회전력을 상기 주조 금형으로 전달하는 동력 전달기; 및 상기 주조 금형에서 원심력에 의해 주조된 제품을 상기 수용 공간으로부터 이탈시키는 제품 이탈기; 를 포함한다.

상기 주조 금형은, 상기 성형 공간을 가지는 주조 부분; 및 상기 주조 부분으로부터 하방향으로 연장되어 상기 회전 모터로부터 상기 동력 전달기를 통해 오는 회전력을 받는 연장 부분; 을 포함한다.

상기 연장 부분은 원통 형상으로 마련되고, 상기 주조 부분에는 상기 연장 부분의 내측과 연결되는 통과 구멍이 형성되어 있으며, 상기 제품 이탈기는, 상기 성형 공간에서 주조되는 제품을 받치는 받침 부분; 및 상기 받침 부분에서 상기 통과 구멍과 상기 연장 부분의 내측을 지나게 연장되어서 상기 받침 부분을 상방으로 밀어 올리는 힘을 가할 수 있는 밀대 부분; 을 포함한다.

상기 주조 부분과 상기 연장 부분은 일체로 구비된다.

상기 주조 금형의 회전에 연동하여 상기 제품 이탈기의 적어도 일부가 회전할 수 있도록 상기 제품 이탈기를 상기 주조 금형에 결합시키는 결합기; 를 더 포함할 수 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 형태에 따른 원심 주조 장치는, 성형 공간에 투입된 용융 금속을 원심 주조하기 위한 주조 금형; 상기 주조 금형에 수용된 용융 금속에 원심력을 발생시키기 위해 상기 주조 금형을 회전시키는 회전 모터; 및 상기 회전 모터의 회전력을 상기 주조 금형으로 전달하는 동력 전달기; 를 포함하고, 상기 주조 금형은, 그 내면이 상기 성형 공간의 절반을 이루는 제1 성형틀; 및 상기 제1 성형틀에 탈착 가능하게 결합되며, 그 내면이 상기 성형 공간의 나머지 절반을 이루는 제2 성형틀; 을 포함한다.

상기 제2 성형틀을 상기 제1 성형틀에 탈착시키기 위해 마련되는 탈착기; 를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면 알루미늄 제품의 고형화되면 신속하게 주조 금형으로부터 이탈시킬 수 있기 때문에 원심 주조 장치의 가동률을 향상시키고, 생산성을 높일 수 있다.

도1은 종래의 원심 주조 장치에 대한 개략도이다.
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 원심 주조 장치에 대한 개략도이다.
도3 내지 도6은 도2의 원심 주조 장치의 작동을 설명하기 위한 참조도이다.
도7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 원심 주조 장치에 대한 개략도이다.
도8은 도7의 원심 주조 장치의 작동을 설명하기 위한 참조도이다.

이하 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 참고로, 설명의 간결함을 위해 중복되는 설명을 가급적 생략하거나 압축하기로 한다.

<제1 실시예>

도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 원심 주조 장치(200)는 주조 금형(210), 회전 모터(220), 동력 전달기(230), 제품 이탈기(240), 결합기(250) 및 지지 프레임(260)을 포함한다.

주조 금형(210)은 내부의 성형 공간(CS)에 수용된 용융 금속을 원심 주조하기 하기 위해 마련된다. 이러한 주조 금형(210)은 주조 부분(211)과 연장 부분(212)을 포함한다.

주조 부분(211)은 성형 공간(CS)을 가지는 부분으로서, 용융 금속을 담을 수 있는 용기의 형태이다.

연장 부분(212)은 주조 부분(211)의 하단에서 하방향으로 연장되어 회전 모터(220)로부터 동력 전달기(230)를 통해 오는 회전력을 받는다. 이를 위해 연장 부분(212)은 외면 테두리가 피동 풀리로서 기능하도록 하는 형상을 가지거나, 피동 풀리를 구비한다. 또한, 연장 부분(212)은 속이 빈 원통 형상이고, 이에 대응하여 상기한 주조 부분(211)은 연장 부분(212)의 내 측과 연결되는 통과 구멍(TH)이 형성되어 있다.

위의 주조 부분(211)과 연장 부분(212)은 일체로 구비된다.

회전 모터(220)는 주조 금형(210)의 성형 공간(CS)에 수용된 용융 금속에 원심력을 발생시키기 위해 주조 금형(210)을 회전시키는 동력을 제공한다.

동력 전달기(230)는 회전 모터(220)의 회전 동력을 주조 금형(210)으로 전달한다. 이를 위해 동력 전달기(230)는 구동 풀리(231) 및 회전 벨트(232)를 구비한다.

구동 풀리(231)는 회전 모터(220)의 작동에 의해 회전한다.

회전 벨트(232)는 구동 풀리(231)와 주조 금형(210)의 연장 부분(212)을 회전 반환점으로 하여 순환 회전한다.

제품 이탈기(240)는 주조 금형(210)의 성형 공간(CS)에서 성형된 고형의 금속 제품을 인위적으로 이탈시키기 위해 구비된다. 이를 위해 제품 이탈기(240)는 받침 부분(241), 밀대 부분(242) 및 실린더(243)를 가진다.

받침 부분(241)은 성형 공간(CS)에서 주조되는 제품을 받치는 부분으로써, 주조 금형(210)의 바닥면에 밀착되어 있다.

밀대 부분(242)은 받침 부분(241)에서 통과 구멍(TH)과 연장 부분(212)의 내측을 지나게 연장되어서 받침 부분(241)을 상방으로 밀어 올리는 힘을 가하기 위해 구비된다.

실린더(243)는 밀대 부분(242)에 상방으로 힘을 가하여 받침 부분(241)을 상측으로 이동시킨다. 여기서 실린더(243)의 피스톤로드(243a)는 밀대 부분(242)과 단락되어 있다. 물론, 본 실시예에서와 같이 실린더(243)에 의해 자동으로 힘을 가하도록 구성되는 것도 바람직하지만, 수동으로 밀대 부분에 힘을 가하도록 구현될 수도 있다.

결합기(250)는 주조 금형(210)의 회전에 연동하여 제품 이탈기(240)의 받침 부분(241)과 밀대 부분(242)이 회전할 수 있도록 제품 이탈기(240)의 밀대 부분(242)을 주조 금형(210)의 연장 부분(212)에 결합시키는 역할을 한다.

지지 프레임(260)은 상기한 각 구성들을 지지한다.

계속하여 상기한 바와 같은 제1 실시예에 따른 원심 주조 장치(200)의 작동에 대하여 설명한다.

도2와 같은 상태에서 작업자는 도3에서와 같이 고온(알루미늄의 경우 450도 내지 750도)의 용융 금속(MM)을 정해진 양만큼 주조 금형(210)의 성형 공간(CS)으로 투입시킨다. 이러한 용융 금속(MM)의 투입 작업은 수동 또는 자동으로 이루어질 수 있다.

도3의 상태에서 회전 모터(220)가 작동하면, 도4에서와 같이 주조 금형(210) 및 제품 이탈기(240)의 받침 부분(241)과 밀대 부분(242)가 회전하면서 원심력이 발생하여 성형 공간(CS) 내의 용융 금속(MM)이 성형 공간(CS)을 이루는 내면들로 퍼지면서 주조 금형(210)의 내면과 동일한 형태로 성형된다. 그리고 도4와 같은 상태에서 용융 금속의 온도가 내려가면서 고형화된다.

도4와 같은 상태에서 용융 금속(MM)의 고형화가 완료되면, 회전 모터(220)의 작동이 정지함으로써 주조 금형(210) 및 제품 이탈기(240)의 받침 부분(241)과 밀대 부분(242)의 회전도 정지하게 된다.

그리고 도5와 같이 결합기(250)에 의한 주조 금형(210)의 연장 부분(212)과 제품 이탈기(240)의 밀대 부분(242)의 결합을 해제시킨다. 이 후, 도6에서와 같이 실린더(243)가 작동하여 받침 부분(241)과 밀대 부분(242)를 상승시킴으로써 고형화된 금속 제품(MG)을 성형 공간(CS)으로부터 인출하게 된다.

물론, 성형된 금속 제품(MG)이 성형 공간(CS)으로부터 인출되면, 결합기(250)에 의해 주조 금형(210)의 연장 부분(212)과 제품 이탈기(240)의 밀대 부분(242)을 결합시킨 후 다음 금속 제품의 성형 작업으로 이어진다.

<제2 실시예>

도7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 원심 주조 장치(700)는 주조 금형(710), 회전 모터(720), 동력 전달기(730), 탈착기(740) 및 지지 프레임(760)을 포함한다.

주조 금형(710)은 내부의 성형 공간(CS)에 수용된 용융 금속을 원심 주조하기 하기 위해 마련된다. 이러한 주조 금형(710)은 제1 성형틀(711) 및 제2 성형틀(712)을 포함한다.

제1 성형틀(711)은 그 내면이 성형 공간(CS)의 절반을 이루며, 하방으로 연장된 연장 부분(711a)을 가짐으로써 회전 모터(720)로부터 동력 전달기(730)를 통해 오는 회전력에 의해 회전한다.

제2 성형틀(712)은 그 내면이 성형 공간(CS)의 나머지 절반을 이루며, 제1 성형틀(711)과 결합하거나 제1 성형틀(711)로부터 탈거될 수 있다. 이러한 제2 성형틀(712)은 가이드 레일(GR)의 안내에 따라 제1 성형틀(712) 측으로 이동되거나, 제1 성형틀(711)로부터 멀어지는 방향으로 일정 간격 이동될 수 있다.

따라서 제1 성형틀(711)과 제2 성형틀(712)이 결합함으로써 온전한 하나의 성형 공간(CS)이 형성된다.

회전 모터(720)는 주조 금형(710)의 성형 공간(CS)에 수용된 용융 금속에 원심력을 발생시키기 위해 주조 금형(710)을 회전시키는 동력을 제공한다.

동력 전달기(730)는 회전 모터(720)의 회전 동력을 주조 금형(710)으로 전달한다.

탈착기(740)는 제2 성형틀(712)을 제1 성형틀(711)에 결합시키거나 제2 성형틀(712)을 제1 성형틀(711)로부터 탈거시키기 위해 구비된다. 이러한 탈착기(740)는 가장 단순하게는 볼트의 형태로 구비될 수 있다.

지지 프레임(760)은 상기한 각 구성들을 지지한다.

계속하여 상기한 바와 같은 제2 실시예에 따른 원심 주조 장치(700)의 작동에 대하여 설명한다.

도7과 같은 상태에서 작업자는 고온의 용융 금속을 정해진 양만큼 주조 금형(710)의 성형 공간(CS)으로 투입시킨다. 그리고 회전 모터(720)가 작동함으로써 융융 금속은 원심력에 의해 제품의 형태로 퍼지고 고형화된다.

고형화가 완료되면, 도8에서와 같이 탈착기(740)를 조작하여 제2 성형틀(712)을 제1 성형틀(711)로부터 탈거시킨다. 그리고 성형된 금속 제품(MG)을 꺼낸다. 물론, 성형된 금속 제품(MG)이 제거되면, 작업자는 탈착기(740)를 조작하여 제2 성형틀(712)을 제1 성형틀(711)에 결합시켜 도7의 상태가 되게 한 후 다음 금속 제품의 성형 작업에 들어간다.

상술한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.

200, 700 : 원심 주조 장치
210, 710 : 주조 금형
211 : 주조 부분 212 : 연장 부분
TH : 통과 구멍
220, 720 : 회전 모터
230, 730 : 동력 전달기
240 : 제품 이탈기
241 : 받침 부분 242 : 밀대 부분
250 : 결합기
740 : 탈착기

Claims (7)

1. 성형 공간에 투입된 용융 금속을 원심 주조하기 위한 주조 금형;
   상기 주조 금형에 수용된 용융 금속에 원심력을 발생시키기 위해 상기 주조 금형을 회전시키는 회전 모터;
   상기 회전 모터의 회전력을 상기 주조 금형으로 전달하는 동력 전달기;
   상기 주조 금형에서 원심력에 의해 주조된 제품을 상방으로 밀어 올려 제품의 상단 부위부터 수용 공간으로부터 상방으로 이탈시키는 제품 이탈기;
   상기 제품 이탈기를 상방으로 밀어 올리는 힘을 가하는 실린더; 및
   상기 주조 금형의 회전에 연동하여 상기 제품 이탈기도 회전할 수 있도록 상기 제품 이탈기를 상기 주조 금형에 결합시키는 결합기; 를 포함하고,
   상기 주조 금형은,
   상기 성형 공간을 가지는 주조 부분; 및
   상기 주조 부분으로부터 하방향으로 연장되게 상기 주조 부분과 일체로 형성되고, 상기 회전 모터로부터 상기 동력 전달기를 통해 오는 회전력을 받는 원통 형상의 연장 부분; 을 포함하며,
   상기 주조 부분에는 상기 연장 부분의 내측과 연결되는 통과 구멍이 형성되어 있으며,
   상기 제품 이탈기는,
   상기 성형 공간에서 주조되는 제품의 저면 전체를 받치는 받침 부분; 및
   상기 받침 부분에서 상기 통과 구멍과 상기 연장 부분의 내측을 지나게 연장되어서 상기 받침 부분을 상방으로 밀어 올리는 힘을 가할 수 있는 밀대 부분; 을 포함하고,
   상기 실린더가 작동하면, 상기 실린더의 피스톤로드가 상기 밀대 부분에 상방으로 힘을 가함으로써 상기 받침 부분을 상측으로 이동시킴으로써 제품을 상방으로 밀어 올리도록 되어 있으며,
   상기 결합기는 상기 연장 부분과 상기 밀대 부분을 결합시키도록 탈착 가능하게 장착됨으로써 상기 주조 금형과 상기 제품 이탈기가 함께 회전하거나 상기 제품 이탈기가 상기 주조 금형으로부터 분리되어 상하 방향으로 승강할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는
   원심 주조 장치.
   
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