KR101867129B1 - 주조 부품을 제조하기 위한 몰드 - Google Patents

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Abstract

몰드 부품의 형태인 2개의 몰드 부품을 구비하는, 주조 부품의 제조를 위한 몰드로서, 몰드 부품들은 개방 위치로부터 폐쇄 위치까지 서로에 대해서 이동 가능하며, 상기 몰드 부품들은, 그들의 폐쇄 위치에서 액체 주조 화합물로 충전 가능한 몰드 캐비티를 형성하며, 그들의 개방 위치에서 적어도 부분적인 냉각에 의해 응고되는 주조 부품의 제거를 가능하게 하며, 또한 2개의 몰드 부품들을 해제 가능하게 결합하는 로킹 장치에 의해서 그들의 폐쇄 위치에 로크 가능하며, 상기 몰드 부품들은 또한 회전될 수 있으며, 이와 함께 폐쇄 위치에서, 로킹 장치는 로킹 압력이 유지되는 조건에 따라서 몰드 플레이트의 로킹을 발생시킨다. 로킹 장치는 몰드 플레이트들이 최초에 함께 가압된 후에 몰드 플레이트를 함께 가압하는, 폐쇄 압력을 유지하기 위한 가스 압력 스프링을 갖는 에너지 저장 수단을 구비한다.

Description

주조 부품을 제조하기 위한 몰드{MOULD FOR PRODUCING CAST PARTS}
본 발명은 개방 위치로부터 폐쇄 위치까지 서로에 대해서 이동 가능한 2개의 몰드 부품을 구비하는, 주조 부품의 제조를 위한 몰드로서, 상기 몰드 부품들은, 그들의 폐쇄 위치에서 액체 주조 화합물(liquid casting compound)로 충전 가능한 몰드 캐비티를 형성하며, 그들의 개방 위치에서 주조 부품(특히 적어도 부분적인 냉각에 의해 특히 응고되는)의 제거를 가능하게 하며, 또한 2개의 몰드 부품들을 해제 가능하게 결합하는 로킹 장치에 의해서 그들의 폐쇄 위치에 로크 가능하며, 상기 몰드 부품들은 형상, 타임 시퀀스 및 습윤될 몰드 캐비티의 영역에 관해서 조정 가능한 주조 프로그램에 따라서 파지 장치(특히 로봇 아암)에 의해서 사전 결정가능한 축들을 중심으로 회전될 수 있는, 주조 부품 제조 몰드에 관한 것이다.
이러한 형태의 몰드는 독일 특허 제 DE 10 2002 014 100 B3 호에 공지되어 있다. 상술된 장치 구성에 있어서, 5축 틸트 주조 몰드가 있으며, 틸트 주조 몰드는 몰드 부품을 폐쇄 위치에서 서로 로킹시키기 위한 로킹 장치와 관련하여 비규정된 치수를 갖는 것이 이용되며, 이러한 구성에 있어서, 몰드는 주어진 주조 프로그램에 따라 소망의 위치로 로봇 아암에 의해 틸트될 수 있다. 이 장치는, 만일 -- 공지된 장치의 적당한 변형예에 있어서 -- 몰드가 무거운 주조 장치 등에 의해 독립적으로 자유롭게 회전된다면, 몰드 부품의 상호 접촉 압력을 유지하는 문제점을 갖고 있다.
본 발명의 근본적인 문제점은, 주조 프로그램에 따른 몰드의 회전 운동 동안에, 몰드가 몰드에 속하는 로킹 메카니즘을 거쳐서 고정되며 그리고 몰드 부품들이 소망의 몰드 압력으로 함께 가압 및 충전된 후에, 몰드에 합체된 로킹 메카니즘에 의해 로킹이 이뤄질 수 있게 하는 결과에 의해 공지된 몰드를 개선하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이러한 목적은 하기의 특징: 서로에 대해서 이동 가능한 몰드 부품들은, 플레이트의 평면에 대해서 기본적으로 수직인 이동 축을 따라 기본적으로 직선을 따라서 개방 위치로부터 폐쇄 위치까지 서로에 대해서 이동 가능한 2개의 몰드 플레이트이며, 이와 함께 폐쇄 위치에 있어서, 로킹 장치(해제 가능하게 되도록 2개의 몰드 플레이트를 결합하는)는, 몰드 플레이트가 그 폐쇄 위치에 있는 동안에 로킹 압력이 유지되는 조건에 따라서, 함께 가압된 상태에서 몰드 플레이트의 로킹을 실행하며; 또한, 로킹 장치는 몰드에 부대적인 폐쇄 장치에 의해 몰드 플레이트를 함께 가압한 후에, 몰드 플레이트를 가압하는 폐쇄 압력을 유지하기 위한 가스 압력 스프링을 갖는 에너지 저장 수단을 구비하며, 상기 폐쇄 장치는 기본적으로 몰드 플레이트의 중간면에 수직이며; 상기 로킹 장치는 몰드 플레이트 중 하나에 로킹 슬리브 및 다른 몰드 플레이트에 텐션 슬리브를 구비하며, 상기 텐션 슬리브는 로킹 슬리브와 기본적으로 정렬되며, 또한 로킹 슬리브 및 텐션 슬리브와 상호 작용하는 이동 가능한 텐션 볼트를 더 구비하며, 상기 볼트는 몰드 플레이트의 평면에 수직인 방향으로 기본적으로 이동 가능하며, 몰드 플레이트 중 하나에 마련된 로킹 리셉터클 내에 축방향으로 장착되어서, 에너지 저장 수단에 의해 작용되는 경우 종방향으로 변위 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 몰드의 개선점에 의해 성취된다.
이에 의해, 2개의 몰드 플레이트는 유리하게 직사각형 형상을 갖고 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 몰드 플레이트를 위한 비상 해제 메카니즘에 의해, 주조 프로그램의 종료후에 적어도 실질적으로 응고된 주조 피스의 배출이 이뤄진다.
비상 해제 메카니즘은 가스 압력 액추에이터를 구비하며, 적어도 부분적으로 응고된 주조 피스의 이형을 위해서 가스 압력 액추에이터에 의해 작동되는 푸시 로드 및 이젝터 로드를 구비한다.
개시된 타입의 비상 해제 장치가 제공되는 본 발명의 실시예에 의하면, 응고하는 또는 응고된 주조물은 몰드가 현재 위치되어 있는 주어진 위치 및 프로세스 단계와 무관하게 확실하게 이형되는 것을 보장한다.
결국, 본 발명의 근본적인 개념은, 몰드 자체가 독재적으로 본 발명에 따른 로킹 메카니즘을 구비하며, 이 메카니즘은 몰드 플레이트 또는 이들 몰드 플레이트에 의해 형성된 각각 몰드 부품(또는 각각의 몰드 반부)이 함께 가압된 후에 그리고 소망의 폐쇄 압력으로 몰드 플레이트를 충전한 후에 확실하게 밀봉된 몰드 플레이트에 의해 형성된 몰드 캐비티를 확실하게 유지할 수 있으며, 이와 함께 동시에 -- 로봇 아암 등에 의해서 거의 비제한된 운동 능력을 통해서 -- 이와 관련되어 규정된 몰드 캐비티의 영역의 모두를 확실하게 습윤시킬 수 있는 명쾌한 형태에 의해 제안된 문제점이 해결될 수 있는 놀라운 실현에 관한 것이다.
본 발명에 따라 제공된 형태의 로킹 장치는 특징에 따른 장치와 관련이 없으며, 문헌 DE-PS 1 243 331, DE-OS 25 45 178 및/또는 DE 34 22 171에 따라 제공된 몰드가 아니다. 이들 문헌 중 폐쇄력을 유지함으로써 자동적으로 로크 가능하여 자유롭게 취급될 수 있는(예를 들면 로봇 아암에 의해) 몰드 및/또는 주조 몰드의 회전을 개시하고 있는 것은 없다. 오히려, 이들 문헌은 주조 몰드를 위한 관련된 취급 수단이 무거운 전체 장치에 일체화되어, 본 발명에 따른 몰드보다 디자인 및 작동과 관련하여 실질적으로 보다 복합하게 되게 하는 주조 장치들을 다루고 있다.
특히, 종래 기술은 본 발명에 따라 제공된 형태의 바람직한 실시예의 비상 해제 메카니즘의 어떠한 개시도 또한 없다.
본 발명의 추가의 특징 및 이점은 특허청구범위 및 하기의 설명으로부터 명확해지며, 개략적인 도면을 참조하여 예시적인 실시예를 하기에 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 몰드의 예시적인 실시예로서, 로킹 메카니즘이 개방 위치에 있는 부분 절취된 개략적인 측면도이다.
도 2는 도 1의 예시적인 실시예로서, 도 1의 도면에 대응하는 도면이지만 로킹 메카니즘이 폐쇄된 상태에 있는 개략적인 측면도이다.
도 3은 비상 해제 메카니즘이 언로크된 상태에 있는 몰드의 예시적인 실시예의 부분 절취된 개략적인 측면도이다.
도 4는 로크된 상태에 있는 도 3에 따른 예시적인 실시예의 개략적인 측면도이다.
도 5는 성공적인 비상 해제가 이어지는 도 3 및 도 4의 예시적인 실시예를 도시하는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 몰드의 예시적인 실시예가 도시되어 있으며, 주조 금속 부품의 제조를 위해, 수직방향으로 중첩된 제 1 몰드 플레이트(10)(도면에서 아래에 도시됨) 및 제 2 몰드 플레이트(12)(도면에서 위에 도시됨)를 구비하며, 이들 플레이트(10, 12)는 도면에 개략적으로 도시된 바와 같이 폐쇄된 상태(도 2 참조)에 있을 때 몰드 캐비티(14)를 형성한다. 도 1에서, 제 2 몰드 플레이트(12) - 전형적으로, 도 1 및 도 2에 도시된 위치에서 수평으로 배치된 로크가능한 회전 몰드의 기본적으로 장방형 몰드 반부임 - 는 제 1 몰드 플레이트(10) 위에 일정 거리를 두고 배치되며, 그 결과 몰드 캐비티(14)는 마무리된 주조 금속 피스를 제거하기 위해 특별히 요구될 때 측방향에서 접근 가능하다. 도 1 및 도 2에 도시된 몰드의 우측상에는 로킹 장치가 위치되어 있으며, 이 로킹 장치는 제 1 몰드 플레이트(10)에 배치된 로킹 슬리브(16)와, 제 2 몰드 플레이트(12)에 마련된 텐션 슬리브(18)와, 가스 압력 스프링(22)에 의해 장전될 수 있고 그리고 에너지 저장 수단으로서 작용하는 텐션 볼트(20)를 구비한다. 텐션 볼트(20)는 로킹 리셉터클(24)에서 그 레벨에 의해 변위 가능하다(도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 수직 방향으로).
도 1 및 도 2에 따른 예시적인 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 몰드는 하기와 같이 사용된다: 우선, 화살표(26)의 방향에서 제 2 몰드 플레이트(12) 상에 폐쇄력이 발휘되어, 예를 들면 종래의 회전 몰드에서도 사용되는 바와 같이 주조 장치의 대응하는 가압 장치를 거쳐서 몰드 플레이트(10, 12)를 함께 가압한다(도 1에 도시된 상부 위치로부터 제 1 몰드 플레이트(10) 근처의 하부 위치까지 하방으로 제 2 몰드 플레이트(12)를 가압하는 것을 의미함). 폐쇄력이 제 2 몰드 플레이트(12)를 제 1 몰드 플레이트(10)에 대해서 가압하고 그리고 이에 의해 도 2에 도시된 바와 같이 몰드 공간을 폐쇄하자마자(그리고 실제로 에너지 저장 수단으로서 작용하는 가스 압력 스프링(22)의 힘에 반대로), 가스 압력 스프링(22)(도 2에서 화살표(28)의 방향으로 작용함)의 힘은 텐션 슬리브(18)를 상방으로 가압하며, 이와 함께 텐션 볼트(20)는 폐쇄된 위치에서 몰드 플레이트(10, 12)의 내구성 로킹으로 된다.
가스 압력 스프링(22)의 텐션(또는 각각 폐쇄력)하에서의 이러한 로크된 상태에서, 몰드(로크된 몰드 플레이트(10, 12)로서 구성됨)는 독재적으로 로크되며, 그 결과 몰드 캐비티(14)의 모든 필요한 영역을 그 사이에 도입된 액체 금속으로 습윤 또는 각각 도달하게 할 필요가 있을 때 몰드 플레이트(10, 12)를 함께 가압하는 폐쇄력의 유지에 기여할 필요가 없는 취급 장치에 의해 몰드는 자유롭게 회전될 수 있다. 몰드의 주조 프로세스 및 대응 냉각의 종료후에, 몰드 플레이트(10, 12)는 제 2 몰드 플레이트(12)를 도 2에 도시된 로크된 위치에서 벗어나게 들어올림으로써 도 1에 도시된 개방 위치로 리턴될 수 있으며, 그 시점에 주조 금속 부품은 몰드 캐비티(14)로부터 제거될 수 있다.
도 3 내지 도 5에 따른 예시적인 실시예에 있어서, 강한 냉각이 이뤄진다면, 응고시에 주조 부품들이 몰드 피스의 몰딩 표면으로부터 "오므라드는(shrink away)" 상황을 허용하도록 비상 해제 메카니즘이 마련된다. 수축성 주조 화합물(예를 들면 특히 경금속 합금)이 몰드 캐비티 내로 끼워넣어지게 되며, 그 결과 주조 피스를 몰드로부터 해제시키기 위해서 주조 피스를 제거하는데는 상당히 증가된 노력이 필요하게 되지만, 주조 피스에 대한 또는 심지어 몰드에 대한 다른 취급 손상이 예상될 수 있다.
몰드 반부가 무거운 콤팩트 주조 장치 내로 일체화되어 있는 종래의 주조 장치는 사전규정된 시간 주기의 종료후에 배출 기능을 이용함으로써 이러한 문제를 해결했다. 이러한 배출 기능은 정상 작동에서 몰드로부터 주조 부품들을 유사하게 제거하는 메카니즘에 대응한다.
이와 반대로, 자유롭게 이동 가능한 몰드(도 1 및 도 2에 따른 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이 그리고 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 바와 같이)는 프로세스의 모든 단계 동안에 주조 부품들을 제거하기 위한 주조 장치의 메카니즘에 연결되지 않는다. 따라서, 제거를 위해 필요한 때가 이미 도달했을지라도, 주조 부품들을 제거할 수 없는 주조 상태가 발생될 수 있다.
이러한 이유 때문에, 도 3 내지 도 5의 예시적인 실시예에 따른 비상 해제 메카니즘은, 주조 부품이 몰드가 위치되어 있는 각 위치 및 프로세스 단계와 무관하게 이형(demold)될 수 있도록 설계되어 있다.
도 3 내지 도 5의 예시적인 실시예에 따르면, 대응하는 밸브 스위치를 거쳐서 가압될 수 있는 가스 압력 스프링을 구비하는 비상 해제 메카니즘(32)이 마련된다. 이 메카니즘에 의한 힘은 몰드의 로킹 수단에 대항하여 작용하며, 여기에서 상기 힘은 도 1 및 도 2의 가스 압력 스프링(22)에 의해 발생된 폐쇄력보다는 작다. 그 결과, 도 3 내지 도 5에 도시된 주조 몰드(비상 해제 메카니즘과 상관없는 나머지 구조체는 도 1 및 도 2에 따른 예시적인 실시예에 대응함)는, 비상 해제 메카니즘(32)에 의해 발생된 힘(가스 압력 스프링에 의해 실현되는 힘)이 몰드 반부를 서로 멀리 가압하게 하는 일이 없이, 도 3에 도시된 언로크된 위치로부터 도 4에 따른 로크된 위치로 전달될 수 있다.
그러나, 도 1 내지 도 5에 따른 가스 압력 스프링(22) 내의 압력이 해제된다면, 가스 압력 스프링(22)은 푸시 로드(33)(비상 해제 메카니즘(32)에 의해 작동 가능한 이젝터 플레이트(35) 상에 배치되어 있음) 및 이젝터 로드(34)를 도 4에 도시된 위치에서 벗어나 도 5에 도시된 위치로 가압하게 되며, 이와 함께 몰드 반부는 서로로부터 일정 거리로 이동되며(푸시 로드(33)에 의해서) 그리고 주조 부품은 이형된다(이젝터 로드(34)에 의해서).
따라서, 가스 압력 스프링에 의거한 로킹 시스템을 사용하는 경우에, 로킹 시스템의 압축된 가스 액추에이터는 상기 가스 압력 스프링과 조합될 수 있으며, 이와 함께 로킹 시스템에 저장된 압력은 비상 해제 장치를 위해 사용될 수 있다. 이것은 가스 압력 스프링(22)에 저장된 압력이 밸브를 개방시킴으로써 가스 압력 스프링(22)으로 통과되며, 이에 의해 비상 해제 메카니즘이 작동되도록 기능한다.
종래의 주조 장치의 메카니즘에 대응해서, 도 3 내지 도 5에 따른 비상 해제 시스템은 필요에 따라 양 몰드 반부에서 이용되어 양 측면에서 이형이 가능하게 할 수도 있다.
상기 설명, 도면 및 특허청구범위에 개시된 본 발명의 특징은 본 발명을 다양한 실시예로 실현하기 위해서 기본으로, 개별적으로 그리고 모든 조합으로 이뤄질 수 있다.

Claims (4)

  1. 개방 위치로부터 폐쇄 위치까지 서로에 대해서 이동 가능한 2개의 몰드 부품을 구비하는, 주조 부품의 제조를 위한 몰드로서, 상기 몰드 부품들은, 그들의 폐쇄 위치에서 액체 주조 화합물(liquid casting compound)로 충전 가능한 몰드 캐비티를 형성하며, 그들의 개방 위치에서 주조 부품의 제거를 가능하게 하며, 또한 2개의 몰드 부품들을 해제 가능하게 결합하는 로킹 장치에 의해서 그들의 폐쇄 위치에 로크 가능하며, 상기 몰드 부품들은 형상, 타임 시퀀스 및 습윤될 몰드 캐비티의 영역에 관해서 조정 가능한 주조 프로그램에 따라서 파지 장치에 의해서 사전 결정가능한 축들을 중심으로 회전될 수 있는, 주조 부품 제조 몰드에 있어서,
    서로에 대해서 이동 가능한 몰드 부품들은, 플레이트의 평면에 대해서 수직인 이동 축을 따라 직선으로 개방 위치로부터 폐쇄 위치까지 서로에 대해서 이동 가능한 2개의 몰드 플레이트(10, 12)이며, 이와 함께 폐쇄 위치에 있어서, 2개의 몰드 플레이트(10, 12)를 해제 가능하게 결합하는 로킹 장치(16, 18, 20)는, 몰드 플레이트가 그 폐쇄 위치에 있는 동안에 로킹 압력이 유지되는 조건에 따라서, 함께 가압된 상태에서 몰드 플레이트의 로킹을 실행하며,
    또한, 로킹 장치는 몰드에 부대적인 폐쇄 장치에 의해 몰드 플레이트를 함께 가압한 후에, 몰드 플레이트(10, 12)를 가압하는 폐쇄 압력을 유지하기 위한 가스 압력 스프링을 갖는 에너지 저장 수단(22)을 구비하며, 상기 폐쇄 장치는 몰드 플레이트의 중간면에 수직으로 작용하며,
    상기 로킹 장치는 몰드 플레이트 중 하나(10)에 로킹 슬리브(16) 및 다른 몰드 플레이트(12)에 텐션 슬리브(18)를 구비하며, 상기 텐션 슬리브(18)는 로킹 슬리브(16)와 정렬되며, 또한 로킹 슬리브(16) 및 텐션 슬리브(18)와 상호 작용하는 가동형 텐션 볼트(20)를 더 구비하며, 상기 볼트(20)는 몰드 플레이트의 평면에 수직인 방향으로 이동 가능하며, 몰드 플레이트 중 하나에 마련된 로킹 리셉터클(24) 내에 축방향으로 장착되며, 에너지 저장 수단(22)으로부터의 압력의 작용으로 상기 볼트(20)의 움직임이 이뤄지는 것을 특징으로 하는
    주조 부품 제조 몰드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 몰드 플레이트(10, 12)는 직사각형 형상인 것을 특징으로 하는
    주조 부품 제조 몰드.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 몰드 플레이트(10)의 해제 메카니즘(32)에 의해, 주조 프로그램의 종료후에 적어도 응고된 주조 피스의 배출이 이뤄지는 것을 특징으로 하는
    주조 부품 제조 몰드.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 해제 메카니즘(32)은 가스 압력 액추에이터(22)를 구비하며, 적어도 부분적으로 응고된 주조 부품을 이형시키기 위해, 상기 가스 압력 액추에이터(22)에 의해 작동되는 푸시 로드(33) 및 이젝터 로드(34)를 구비하는 것을 특징으로 하는
    주조 부품 제조 몰드.
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