KR20030097099A - 저압 주조를 위한 금형의 용탕 충진 속도 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저압 주조를 위한 금형의 용탕 충진 속도 측정장치에 관한 것으로서, 용탕이 주입되기 위한 주입부가 마련되는 하형과, 상기 하형의 상면에 결합되는 사이드 금형과, 상기 사이드 금형의 상면에 맞물려 용탕이 충진되는 캐비티(cavity)가 형성되도록 하는 상형을 구비한 알루미늄 저압주조를 위한 금형에 있어서, 상기 주입되는 용탕에 음전원을 인가하는 전원부와, 상기 금형의 캐비티 내부에 상기 용탕과 접촉될 수 있도록 다수개 구비되어 상기 캐비티에 충진되는 용탕의 음전원을 센싱하는 센서부재와, 다수개의 센서부재 각각으로부터의 순차적으로 센싱신호를 입력받아 상기 용탕의 충진되는 속도를 계산하는 제어부를 구비한다.

Description

저압 주조를 위한 금형의 용탕 충진 속도 측정장치{FURNACE ACCUMULATION SPEED-MEASUREMENT APPARATUS FOR LOW PRESSURE CASTING MOLD}

본 발명은 저압 주조를 위한 금형의 용탕 충진 속도 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금형의 캐비티에 충진되는 용탕의 충진속도를 정확하게 측정할 수 있는 저압 주조를 위한 금형의 용탕 충진 속도 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 알루미늄 저압 주조시 금형의 캐비티(cavity)에 용탕이 충진되는시간을 실시간으로 측정할 수 있는 방법이 전무하여 아래와 같은 계산식을 통하여 용탕 충진속도를 측정하였다.

여기서, t : 캐비티(CAVITY) 충진시간, U : 캐비티 체적, S: 게이트(GATE) 최소 단면적, v : 주입속도, WP : 용탕의 비중, G : 주입중량을 말한다.

그러나, 이러한 계산식을 통한 용탕의 주입속도의 측정은 대략적인 계산식이므로 실측치와 많은 오차가 발생한다.

본 발명은 상기 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 저압주조를 위한 금형의 캐비티에 충진되는 용탕의 충진속도를 정확하게 측정할 수 있는 저압 주조를 위한 금형의 용탕 충진 속도 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용탕 충진 속도 측정장치가 결합된 저압 주조를 위한 금형을 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 도 1의 센서부재를 개략적으로 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10...전원부 11...용탕

13...하형 15...사이드 금형

19...상형 20...센서부재

30...제어부

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 저압 주조를 위한 금형의 용탕 충진 속도 측정장치는, 용탕이 주입되기 위한 주입부가 마련되는 하형과, 상기 하형의 상면에 결합되는 사이드 금형과, 상기 사이드 금형의 상면에 맞물려 용탕이 충진되는 캐비티(cavity)가 형성되도록 하는 상형을 구비한 알루미늄 저압주조를 위한 금형에 있어서, 상기 주입되는 용탕에 음전원을 인가하는 전원부; 상기 금형의 캐비티 내부에 상기 용탕과 접촉될 수 있도록 다수개 구비되어 상기 캐비티에 충진되는용탕의 음전원을 센싱하는 센서부재; 및 상기 다수개의 센서부재 각각으로부터의 순차적으로 센싱신호를 입력받아 상기 용탕의 충진되는 속도를 계산하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 센서부재는, 상기 하형에 설치되어 상기 주입부로 주입되는 용탕의 음전원을 센싱하여 주입됨을 감지하도록 설치되는 제1센서부재; 상기 사이드 금형의 측면에 설치되어, 상기 용탕의 음전원을 센싱하여 상기 캐비티 내부로 주입됨을 감지하는 제2센서부재; 및 상기 상형에 설치되어 상기 캐비티로 주입되는 용탕의 음전원을 센싱하여 상기 용탕의 주입량을 감지하는 제3센서부재로 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 센서부재는, 상기 금형에 설치되는 블럭부재;상기 블럭부재 내측에 설치되는 절연부재; 및 상기 절연부재 내측에 설치되며 일단은 상기 용탕에 접촉되어 음전원을 센싱하고, 타단은 제어부와 도선으로 연결되어 상기 용탕의 센싱신호를 전달하는 용탕 감지봉을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 저압 주조를 위한 금형의 용탕 충진 속도 측정장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용탕 충진 속도 측정장치가 결합된 저압 주조를 위한 금형을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 센서부재를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 저압 주조를 위한 금형의 용탕 충진 속도 측정장치(100)는, 용탕(11)이 주입되기 위한 주입부(12)가 마련되는 하형(13)과, 상기 하형(13)의 상면에 결합되는 사이드 금형(15)과, 상기 사이드 금형(15)의 상면에 맞물려 용탕이 충진되는 캐비티(cavity)(15)가 형성되도록 하는 상형(19)을 구비한 알루미늄 저압주조를 위한 금형에 있어서, 상기 용탕(11)에 음(-)전원을 인가하는 전원부(10)와, 상기 캐비티(17) 내부에 다수개 설치되어 캐비티(17)에 충진되는 용탕(11)의 음전원을 센싱하는 센서부재(20) 및 상기 센서부재(20)의 신호를 받아 용탕(11)의 충진되는 속도를 계산하는 제어부(30)를 구비한다.

상기 전원부(10)는 용탕(11)에 음(-)전원을 인가하여, 센서부재(20)가 용탕 (11)의 충진되는 속도를 센싱하도록 한다.

상기 센서부재(20)는 하형(13)에 설치되어 주입부(12)로 주입되는 용탕(11)의 음전원을 센싱하는 제1센서부재(21)와, 사이드 금형(15)의 측면에 설치되어 용탕(11)의 음전원을 센싱하여 캐비티(17) 내부로 주입됨을 감지하는 제2센서부재 (23)와, 상형(19)에 설치되어 캐비티(17)로 주입되는 용탕(11)의 음전원을 센싱하여 용탕(11)의 주입량을 감지하는 제3센서부재(25)로 구비된다. 상기 제1센서부재 (21) 및 제2센서부재(23)는 센싱의 용이함을 고려하여 다수개 바람직하게는 각각 두 개로 구비되며, 상기 제3센서부재(25)는 캐비티(17)에 용탕의 충만시의 센싱을 함으로 하나로 구비됨이 바람직하다. 이러한 상기 제1/제2/제3센서부재(21)(23)(25)의 개수는 일 실시예에 불과하며 이에 한정되지 않음은 물론이다.

이러한 센서부재(20)를 이루는 각각의 제1/제2/제3센서부재(21)(23)(25)의 구조는, 금형에 설치되는 블록부재(27)와, 상기 블록부재(27)의 내측에 설치되는 절연부재(29)와, 상기 절연부재(29) 내측에 설치되며 일단은 용탕(11)에 접촉되어 음전원을 센싱하고, 타단은 제어부(30)와 도선(31)으로 연결되어 용탕(11)의 센싱신호를 제어부(30)로 전달하는 용탕 감지봉(22)으로 구비된다. 참조번호 24는 블록부재(27)와 용탕감지봉(22)을 보호하는 고정부재를 말한다. 상기 블록부재(27)의 재질은 동합금으로 이루어짐이 바람직하며, 이는 부식에 강하고 신율이 금형의 재질보다 커서 빠질 염려가 없음을 이유로 한다. 상기 블록부재(27)는 금형에 억지 끼움으로 끼워 고정된다. 상기 절연부재(29)는 용탕(11)의 음전원으로 인한 누전을 방지한다. 상기 용탕감지봉(22)은 캐비티(17) 내에서 발생되는 가스에 의한 부식으로 통전이 않되는 현상을 방지하기 위하여 내부식성이 우수한 니켈합금으로 이루어짐이 바람직하다. 이러한 센서부재(20)는 제어부(30)로 연결되어 용탕(11)의 충진을 센싱한다.

상기 제어부(30)는 센서부재(20)를 이루는 다수개의 센서들(21)(23)(25)과 용탕(11)과의 접촉된 센싱신호를 순차적으로 수신하여, 상기 용탕(11)의 캐비티 (17) 내에서의 충진되는 속도를 측정하게 된다.

상기의 구성을 갖는 본 발명에 따른 저압 주조를 위한 금형의 용탕 충진 속도 측정장치의 작용을 설명한다.

먼저, 저압 주조를 위한 금형의 하형(13)에 설치된 제1센서부재(21)를 통하여 용탕(11)이 주입됨을 감지하여 제어부(30)로 송신한다.

다음, 상기 하형(13)의 상부에 결합된 사이드 금형(15)에 설치된 제2센서부재(23)를 통하여 캐비티(17)로 주입되는 용탕(11)의 충진 속도를 측정하여 제어부(30)로 송신한다.

마지막으로, 상형(19)에 설치된 제3센서부재(25)를 통하여 캐비티(17)에 충만된 용탕(11)의 최종 충진됨을 센싱하여 제어부(30)로 송신한다.

이에 따라, 제어부(30)는 상기 각 센서부재(21)(23)(25)를 통하여 센싱된 신호로써, 캐비티(17)에 충진되는 용탕의 충진속도를 정확하게 측정할 수 있는 구조를 갖는다.

상기와 같은 본 발명에 따른 저압 주조를 위한 금형의 용탕 충진 속도 측정장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.

저압 주조를 위한 금형의 캐비티 내부에 다수개의 센서부재를 설치하여 용탕의 충진되는 충진 속도를 정확하게 측정할 수 있다.

이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (3)

1. 용탕이 주입되기 위한 주입부가 마련되는 하형과, 상기 하형의 상면에 결합되는 사이드 금형과, 상기 사이드 금형의 상면에 맞물려 용탕이 충진되는 캐비티(cavity)가 형성되도록 하는 상형을 구비한 알루미늄 저압주조를 위한 금형에 있어서,

   상기 주입되는 용탕에 음전원을 인가하는 전원부;

   상기 금형의 캐비티 내부에 상기 용탕과 접촉될 수 있도록 다수개 구비되어 상기 캐비티에 충진되는 용탕의 음전원을 센싱하는 센서부재; 및

   상기 다수개의 센서부재 각각으로부터의 순차적으로 센싱신호를 입력받아 상기 용탕의 충진되는 속도를 계산하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 저압 주조를 위한 금형의 용탕 충진 속도 측정장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 센서부재는,

   상기 하형에 설치되어 상기 주입부로 주입되는 용탕의 음전원을 센싱하여 주입됨을 감지하도록 설치되는 제1센서부재;

   상기 사이드 금형의 측면에 설치되어, 상기 용탕의 음전원을 센싱하여 상기캐비티 내부로 주입됨을 감지하는 제2센서부재; 및

   상기 상형에 설치되어 상기 캐비티로 주입되는 용탕의 음전원을 센싱하여 상기 용탕의 주입량을 감지하는 제3센서부재로 구비되는 것을 특징으로 하는 저압 주조를 위한 금형의 용탕 충진 속도 측정장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 센서부재는,

   상기 금형에 설치되는 블럭부재;

   상기 블럭부재 내측에 설치되는 절연부재; 및

   상기 절연부재 내측에 설치되며 일단은 상기 용탕에 접촉되어 음전원을 센싱하고, 타단은 제어부와 도선으로 연결되어 상기 용탕의 센싱신호를 전달하는 용탕감지봉을 구비하는 것을 특징으로 하는 저압 주조를 위한 금형의 용탕 충진 속도 측정장치.