KR20020064281A - 캐스팅 모울드 내부로 뻗을 수 있는 벽을 구비한, 주물을제작하기 위한 장치 - Google Patents

캐스팅 모울드 내부로 뻗을 수 있는 벽을 구비한, 주물을제작하기 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 흐를 수 있거나 또는 분사 가능한 출발 물질로부터 주물을 제작하기 위한 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 적어도 부분적으로 용해된 재료를 캐스팅 모울드 내부로 분사할 수 있는 분사 유닛을 포함하며, 상기 분사 유닛은 상기 재료를 공급하기 위한 유입 개구를 포함하고, 상기 분사 유닛은 가동적인 2개의 벽을 구비한 챔버를 포함하며, 상기 2개의 벽은, 상기 챔버의 내부 공간이 선택적으로 용적 변동될 수 있고/있거나 이동될 수 있도록, 선택적으로 한가지 방향으로 함께 움직일 수 있거나 또는 반대 방향으로 움직일 수 있고, 상기 2개 벽 중에서 하나의 벽은 모울드 공동부를 한정하는 벽의 일부분을 형성하며, 상기 2개의 벽은 각각 모울드 공동부를 한정하는 벽의 일부분을 형성하고, 상기 2개 벽 중에서 하나의 벽은 캐스팅 모울드 내부까지 뻗을 수 있다.

Description

캐스팅 모울드 내부로 뻗을 수 있는 벽을 구비한, 주물을 제작하기 위한 장치 {DEVICE FOR PRODUCING CASTINGS THAT COMPRISES A WALL WHICH CAN BE GUIDED INTO THE CASTING MOLD}
유럽 특허 출원 공개 명세서 제 1 046 444호에는 본 발명이 속하는 분야의 장치가 공지되어 있다. 상기 장치에서는, 분사될 재료를 위한 용적 변동 가능한 챔버가 3개의 피스톤에 의해서 형성된다. 이 경우 2개의 피스톤은 파이프 형태의 공동부내에서 축을 따라 움직일 수 있고, 제 3의 피스톤은 재료를 모울드 공동부 내부로 이송하기 위해서 전술한 상기 2개의 피스톤 사이에서 챔버 종축에 대해 가로로 움직일 수 있다. 이 경우 상기 3개의 피스톤 서로간에 및 챔버에 대해서는 정밀한 밀봉이 이루어져야 한다. 공간 절약 및 밀도에 대한 요구 사항과 관련하여서, 선행 기술에 속하는 장치는 매우 복잡하게 제작될 수밖에 없다.
독일 특허 출원 공개 명세서 제 199 14 830호에는, 밸브 및 피스톤으로 형성된 2개의 벽이 파이프 형태의 공동부내에서 축을 따라 움직일 수 있는 장치가 기술되어 있다. 상기 2개의 벽은, 분사될 재료를 고유의 모울드 공동부 내부로 이송하는 캐스트-온(cast-on) 채널에 인접한다.
독일 특허 출원 공개 명세서 제 43 10 755호에는, 움직이지 않는 비구동식 클램핑 디스크 및 구동식 피스톤으로 형성된 2개의 벽이 파이프 형태의 공동부내에서 축을 따라 움직일 수 있는 장치가 기술되어 있다. 상기 2개의 벽은, 분사될 재료를 고유의 모울드 공동부 내부로 이송하는 캐스트-온 채널에 인접한다.
"Ernst Brunnhuber "Moderne Druckgussfertigung" Fachverlag Schiele und Schoen GmbH, Berlin, 1971, Pages 137 and 139"에는, 모울드 공동부의 벽 부분을 형성할 수 있는, 교체 가능한 모울드 삽입부가 공지되어 있다.
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 장치에 관한 것이다.
도 1 내지 도 6은 하나의 주조 공정의 상이한 여러 단계에서 주물을 제작하기 위한 장치를 도시한 개략도이다.
본 발명의 목적은, 최대한 효과적이고, 콤팩트한 치수 설정이 가능하며, 최대한 경제적으로 작동될 수 있도록, 선행 기술에 속하는 장치를 개선하는 것이다.
본 발명에 따른 상기 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 장치에 의해서 달성된다.
다른 말로 표현해서 본 발명은, 가동적인 챔버벽이 캐스팅 모울드 외부에만 배치되지 않고, 오히려 챔버 용적이 캐스팅 모울드 내부까지 변동되는 것을 제안한다. 이와 같은 방식에 의해 재료의 절감이 이루어질 수 있는데, 그 이유는 캐스트-온이 피해질 수 있거나 또는 상당히 축소될 수 있기 때문이다. 따라서, 순환할 때마다 새로이 냉각된 다음에 재차 용융되어야 하고, 경우에 따라서는 값비싼 합금 원소를 연소시키는, 순환계내에서 이송되는 재료의 량이 감소될 수 있다.
캐스트-온이 감소될 수 있거나 또는 완전히 생략될 수 있음으로써, 가열된 재료의 량이 감소되고 그와 더불어 분사 유닛 및 캐스팅 모울드 자체의 열부하도또한 감소되며, 그 결과 보다 짧은 냉각 단계가 가능해지고, 그에 따라 단위 시간당 보다 많은 수의 부품이 제작될 수 있음으로써, 장치의 효율이 개선된다.
재료가 중간에 연결된 분사 채널 없이 챔버로부터 캐스팅 모울드 내부로 직접 이송됨으로써, 큰 유동 횡단면이 가능해지고, 그럼으로써 경우에 따라서는 재료 흐름의 편향도 피해질 수 있다. 따라서 재료는, 비교적 적은 개수의 유입 채널로부터 캐스팅 모울드 내부로의 최적의 관류 또는 긴 경로내에서의 관류를 가능하게 하기 위한 경우와 같이 높은 온도로 가열될 필요가 없다. 그럼으로써 용융물의 보다 낮은 온도 레벨이 세팅될 수 있고, 따라서 상기와 같은 조치에 의해서도 장치의 열부하는 감소될 수 있으며, 이미 언급한 바와 같이, 냉각 시간이 단축되고 장치 효율이 증가될 수 있다.
경우에 따라서는 재료 흐름의 편향이 피해질 수 있음으로써 장치의 부하가 감소되는데, 그 이유는 상기와 같은 편향이 지나치게 빠른 마모 및 적절한 세척을 야기할 수 있기 때문이다. 그럼으로써 부가적으로는, 필요한 구동력이 경우에 따라 감소되는데, 그 이유는 재료의 이송 저항이 감소될 수 있기 때문이다.
분사 유닛이 캐스팅 모울드 내부까지 이르러 캐스팅 모울드 외부에만 배치되지 않음으로써, 콤팩트한 치수를 갖는 장치가 제조될 수 있다. 이와 같은 제조 가능성은 특히, 2개의 벽 중에서 하나의 벽이 캐스팅 모울드에까지 접근될 뿐만 아니라, 캐스팅 모울드 내부까지도 뻗을 수 있음으로써 실현된다.
상기 분사 유닛 챔버의 2개의 가동 벽 중에서 하나의 벽은 바람직하게 모울드 공동부의 가동 벽의 부분으로서, 즉 모울드를 개방시키기 위해 가동적으로 형성된 부분으로서 형성될 수 있다. 이와 같은 방식에 의해서, 다수의 축에 의해 이루어지는 복잡한 동작이 피해질 수 있고, 모울드의 개방시 캐스팅 모울드 내부로 뻗을 수 있는 상기 분사 유닛의 벽은 캐스팅 모울드의 개방될 부분과 함께 움직일 수 있게 되며, 그럼으로써 모울드가 개방된 상태에서 주물에 대한 접근 가능성이 변동없이 유지될 수 있고, 주물을 빼내기 위한 최적의 접근 가능성이 실현될 수 있다.
본 발명은 실시예를 참조하여 하기에서 자세히 설명된다.
도 1에서, 압착 주조 방법으로 주물을 제조하기 위해 이용되는 장치는 일반적으로 도면 부호 (1)로 표기되어 있다.
상기 장치(1)는 2개 부분으로 이루어진 캐스팅 모울드(2)를 포함하고, 상기 모울드는 도 1에서 폐쇄된 상태로 배치되어 있다. 상기 장치(1)는 또한, 흐를 수 있도록 형성된 재료를 상기 캐스팅 모울드(2) 내부로 분사하기 위해 이용되는 분사 유닛(3)을 포함한다. 도 1의 분사 유닛(3)은 자체 충전 공정을 시작하는 단계에서 도시되어 있다.
이송 유닛(4)은 용융된 혹은 적어도 부분적으로 용융된 재료를 상기 분사 유닛(3)의 챔버(5) 내부로 이송한다. 챔버벽은 원형의 파이프(6), 분사 피스톤(7) 및 밀봉 피스톤(8)에 의해서 형성된다.
도 1에서 챔버(5)의 용적은 비교적 작다. 경우에 따라서는 상기 2개의 피스톤(7 및 8)이 서로 밀착하여 가이드 됨으로써, 챔버 용적이 완전하게 최소화될 수 있다. 어떠한 경우든지 간에, 심지어 친산화성 재료라도 아무런 문제없이 처리될 수 있는데, 그 이유는 외부 공기와의 접촉이 광범위하게 피해질 수 있기 때문이다. 재료는 이송 유닛(4)에 의해서 챔버(5)내로 이송되고, 유입되는 재료의 량에 맞추어 조절되며, 밀봉 피스톤(8)은 도 2에 도시된 바와 같이 분사 피스톤으로부터 점차적으로 분리된다.
도 2는, 분사 유닛(3)이 주조될 재료로 광범위하게 채워진 경우에, 자체 충전 공정의 최종 단계에 있는 분사 유닛(3)을 보여준다. 챔버(5)의 용적은 그에 상응하게 확대되고, 분사 피스톤(7)은 여전히 이송 유닛(4)으로부터 챔버(5) 내부로의 통로가 개방되어 있는 상태로 존재한다.
원하는 량의 재료가 챔버(5) 내부로 제공되면, 상기 2개의 피스톤(7 및 8)이 함께 움직이게 된다. 그럼으로써 - 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이 - 챔버(5)는 이송 유닛(4)에 대해서 격리된다.
상기 밀봉 피스톤(8)은 파이프(6)로부터 밖으로 나와서 모울드(2) 내부까지 가이드 된다. 그럼으로써 파이프(6) 및 그와 더불어 챔버(5)가 개방된다. 분사 피스톤(7)의 추가 동작은, 재료가 챔버(5)로부터 캐스팅 모울드(2) 내부로 분사되도록 작용한다.
분사 피스톤(7)의 최종 위치는 도 4에서 볼 수 있다. 캐스팅 모울드(2) 내부에 있는 밀봉 피스톤(8)은, 상기 피스톤이 캐스팅 모울드(2) 벽의 일부분을 형성하는 위치에 있으며, 상기 벽의 일부분은 주물의 나중 윤곽을 결정하는 모울드 공동부(9)를 한정한다. 도시된 실시예에서는 예를 들어 휠, 커버 또는 그와 유사한 회전 대칭 부품과 같은 주물이 다루어지는데, 상기 주물의 성형시에는 밀봉 피스톤(8)이 직접 참여하여, 주물의 원하는 표면 곡선을 결정하기 위해서 상응하는 윤곽을 가질 수 있다. 이 경우에는 캐스트-온 지점이 주물 내부로 옮겨짐으로써, 결과적으로 "캐스트-온"은 바람직하게 종래의 의미에서 생략된다. 즉, 주물로부터 반드시 제거되어 다만 재활용 재료로서만 사용될 수 있는 일부분이 생략된다.
대안적으로는, 하나 이상의 소수의 최종 제품이 2개 피스톤(7 및 8)의 영역 둘레에 방사 방향으로 배치되는 것이 제안되는데, 이와 같은 배치에 의해서는 결과적으로 제조되는 주물이 한편으로 상기 개수의 제품 및 상기 피스톤 (7)과 (8) 사이의 영역으로부터 상기 제품까지 뻗는 캐스트-온을 포함하게 된다. 상기 캐스트-온은 최소의 크기로 형성되고, 고유의 캐스팅 모울드(2)로부터 밖으로 나오는 부품은 전혀 구비하지 않게 된다. 이 경우에는, 캐스트-온의 재료 강도를 가급적 작게 유지하기 위해서, 분사 피스톤(7)이 도 3에 도시된 것보다 더 멀리 뻗을 수 있다.
도 5에서는 캐스팅 모울드(2)가 개방되어 있음을 알 수 있다. 이 목적을 위해 캐스팅 모울드(2)는 고정된 모울드부(10) 및 그와 달리 가동적인 모울드부(11)로 이루어진다. 밀봉 피스톤(8)이 상기 가동 모울드부(11) 내부에서 지지되고, 상기 가동 모울드부(11)와 함께 또는 별도로 가동될 수 있음으로써, 캐스팅 모울드(2)의 개방 후에는, 전체 소자들이 캐스팅 모울드(2) 외부에 배치된 종래 분사 유닛에서와 동일하게 용이한 접근 가능성에 의해서, 주물을 아무런 장애 없이빼낼 수 있게 된다.
주물을 빼낸 후에는, 상기 가동 모울드부(11)가 캐스팅 모울드(2)의 고정 모울드부(10)에 다시 접근할 수 있게 된다. 그럼으로써, 밀봉 피스톤(8)도 또한 최종 위치에 있는 분사 피스톤(7)에 다시 접근하게 된다. 캐스팅 모울드(2)가 완전히 폐쇄되기 전에 챔버(5)의 최소 용적을 가능하게 하기 위해서, 상기 밀봉 피스톤(8)이 바람직하게 분사 피스톤(7)에 접근되는 상태는 도 6에 개략적으로만 도시되어 있다. 이와 같은 방식에 의해 주변 분위기로부터의 누출이 아무런 문제 없이 가능해질 수 있음으로써, 챔버(5)는 최소 용적으로 조절된다. 다만 피스톤(7 및 8)의 기계적인 손상을 피하기 위한 안전의 이유에서만, 도시된 피스톤 제어 장치에서 피스톤(7 및 8)은 서로 직접 인접하지 않을 수 있다.
캐스팅 모울드(2)는 도 6에 따른 상태로부터 출발하여 점차적으로 폐쇄된다. 즉, 가동 모울드부(11)가 고정 모울드부(10)에 완전히 접근한 후에, 캐스팅 모울드(2)의 인장 플레이트가 분사압을 흡수하기 위해 로킹된다.
본 발명에 따른 장치의 장점은, 분사 공정시 밀봉 피스톤(8)이 가동 모울드부(11)에 지지될 수 있음으로써, 비용 및 구조적인 측면에서 바람직하게 밀봉 피스톤(8)을 위한 고유의 지지 장치가 제공될 필요가 없다는 것인데, 그 이유는 밀봉 피스톤(8)에 작용하는 분사압이 캐스팅 모울드(2)에 의해서 또는 상기 모울드의 인장 플레이트에 의해서 흡수되기 때문이다.
도 6에 따른 상태에 이어서 및 캐스팅 모울드(2)가 폐쇄된 후에는, 챔버(5)가 이송 유닛(4)의 개구 앞에 있게 될 때까지, 상기 챔버가 2개 피스톤(7 및 8)과동일한 방향 및 동일한 속도의 움직임으로 이동 됨으로써, 새로운 작업 사이클이 이루어질 수 있다.

Claims (3)

  1. 흐를 수 있거나 또는 분사 가능한 출발 물질로부터 주물을 제작하기 위한 장치로서,
    적어도 부분적으로 용해된 재료를 캐스팅 모울드 내부로 분사할 수 있는 분사 유닛을 포함하며,
    상기 분사 유닛은 상기 재료를 공급하기 위한 유입 개구를 포함하고,
    상기 분사 유닛은 가동적인 2개의 벽을 구비한 챔버를 포함하며,
    상기 2개의 벽은, 상기 챔버의 내부 공간이 선택적으로 용적 변동될 수 있고/있거나 이동될 수 있도록, 선택적으로 한가지 방향으로 함께 움직일 수 있거나 또는 반대 방향으로 움직일 수 있고,
    상기 2개 벽 중에서 하나의 벽은 모울드 공동부(9)를 한정하는 벽의 일부분을 형성하도록 구성된, 주물 제작 장치에 있어서,
    상기 2개의 벽은 각각 모울드 공동부(9)를 한정하는 벽의 일부분을 형성하며,
    상기 2개 벽 중에서 하나의 벽은 캐스팅 모울드(2) 내부까지 뻗을 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐스팅 모울드(2) 내부로 뻗을 수 있는 벽은, 파이프 형태의 챔버벽 내에서는 길이 방향으로 이동 가능하게 지지되고 챔버(5)에는 밀봉 방식으로 접근 가능하도록 지지된 피스톤(8)으로서 형성되며,
    상기 벽은 캐스팅 모울드(2)의 가동 모울드부(11)와 함께 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    캐스팅 모울드(2) 내부로 뻗을 수 있는 벽의 윤곽은 주물의 표면 곡선을 함께 결정할 수 있는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
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