KR20110084199A - 성형 기계의 성형 챔버의 라이닝을 위한 라이닝 플레이트 - Google Patents

성형 기계의 성형 챔버의 라이닝을 위한 라이닝 플레이트 Download PDF

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디사 인더스트리즈 에이/에스
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Abstract

본 발명은 모래 성형 기계 내의 성형 챔버를 라이닝하기 위한 라이닝 플레이트(10)에 관한 것이며, 상기 라이닝 플레이트는 베이스 유닛(11)을 포함하고, 상기 베이스 플레이트는 미립자 재료의 주입을 위한 기능성 개방부(16) 및/또는 공기 배기부(7) 뿐 아니라 플레이트를 성형 기계에 해제가능하게 체결하기 위한 체결 수단을 구비할 수 있다. 합성 수지 재료의 층(12)은 상기 베이스 유닛(11)에 점착된다. 층(12)은 상기 성형 챔버의 연마 영역을 대면하게 되어, 성형 챔버의 내부면의 부분을 형성한다. 또한, 본 발명은 베이스 유닛(11)을 포함하는 모래 성형 기계 내의 성형 챔버를 라이닝하기 위한 라이닝 플레이트(10)를 제조하는 방법에 관한 것이며, 상기 베이스 유닛(11)은 미립자 재료를 주입하기 위한 기능성 개방부(16) 및/또는 공기 배기 개방부(7) 뿐 아니라 성형 기계에 대한 신뢰성 있는 체결을 위한 체결 수단을 구비한다. 합성 수지 재료의 커버 층(12)은 상기 베이스 유닛(11)에 점착된다. 또한, 본 발명은 베이스 유닛(11)을 포함하는 모래 성형 기계 내의 성형 챔버를 라이닝하기 위한 라이닝 플레이트(10)를 리퍼비싱하는 방법에 관한 것이며, 상기 라이닝 플레이트는 미립자 재료의 주입을 위한 기능성 개방부(16)와 공기 배기 개방부(7) 뿐 아니라 성형 기계에 대한 신뢰성 있는 체결을 위한 체결 수단을 구비한다. 커버 층은 상기 유닛(11)으로부터 해제되고, 합성 수지 재료의 새로운 커버 층이 상기 베이스 유닛(11)에 점착된다.

Description

성형 기계의 성형 챔버의 라이닝을 위한 라이닝 플레이트{LINING PLATE FOR LINING OF MOULDING CHAMBERS OF MOULDING MACHINES}
본 발명은 모래 성형 기계(sand moulding machine) 내의 성형 챔버를 라이닝(lining)하기 위한 라이닝 플레이트에 관한 것이다.
EP 제0 665 100호로부터 베이스 플레이트와 마모가능 부분(wearable part)으로 구성된 샌드위치 구조가 공지되어 있다. 마모가능 부분은 포함된 재료의 팽창 계수의 변화를 보상하기 위해 중합체 직물 점착 재료(polymeric woven adhesive material)에 의해 베이스 플레이트에 점착된 더 얇은(thinner) 세라믹 또는 금속 층이다. 팽창의 변화는 경계를 따라 조여지는(tightness) 문제점으로 이어지고, 이러한 형태의 라이닝 플레이트의 중량은 현장에서의 교체 작업을 어렵게 만든다. 따라서, 점착 층의 두께의 높은 정확도가 요구될 때, 3개의 층을 결합하는 것은 완성된 플레이트의 두께의 변화가 용납될 수 없게 만들 수 있다.
미국 특허 제4,997,025호에서, 마모 플레이트는 자기력과 기계적 고정 수단에 의해 캐리어 플레이트(carrier plate)에 탈착가능하게 고정된다. 그러나, 이러한 형태의 고정은 자기적 특성을 갖는 재료에 대해서만 가능하며, 마모 부분의 제조는 여전히 많은 노력을 필요로 한다.
제EP 1 135 311호로부터 수지 재료와 금속 재료와 같은 상이한 형태의 재료의 샌드위치 플레이트를 구성하는 것이 공지되어 있으나, 이러한 경우에 자석이 수지 재료 내에 임베드되므로 제조에 있어서 구성을 더 복잡하게 만든다.
제EP 0 969 938호로부터 성형 기계 내의 마모 플레이트의 탈착가능 고정을 제공하는 것이 공지되어 있으며, 상기 탈착가능 고정은 상기 성형 기계 내의 일 구성요소에 영구적으로 고정된 스터드(stud)와, 열쇠구멍형 리세스 내의 결합 플랜지와 협력하는 스터드 상의 헤드를 포함한다.
또한, 완성된 성형 챔버 또는 플라스크(flask) 상에 합성 수지를 주조(cast-on)하는 것이 공지되어 있으나, 이러한 방법은 값비싼 주형 공구와 주조 성형 후의 복잡한 가공을 감수해야 한다. 또한, 현장에서 수지를 교체하는 것이 어렵다.
본 발명에 따르면 새로운 라이닝 플레이트가 제공되며, 상기 라이닝 플레이트는 성형 챔버를 대면하게 되는 표면을 포함하며, 성형 챔버를 대면하게 되는 상기 표면은 합성 수지 재료로 형성된다. 바람직하게는, 라이닝 플레이트는 베이스 유닛 및 상기 베이스 유닛에 점착된 합성 수지 재료의 커버 층을 포함한다. 수지 재료는 성형 챔버의 연마 영역(abrasive area)에 대해 배향되어 마모 층으로서 작용한다. 바람직한 베이스 유닛은 상기 베이스 유닛에 대한 최종 치수로 생산되며, 수지 재료 층이 점착되기 전에 가능한 기능성 개방부, 부싱 및/또는 성형 챔버 내의 고정을 위한 피팅(fitting) 등을 구비한다. 합성 수지 표면은 최종 형상 및 공차로 주조될 수 있으며, 필요하다면, 점착 후 완성된 라이닝 위치에 대한 최종 형상 및 공차로 가공될 수 있다.
본 라이닝 플레이트는 단일 층 라이닝 플레이트와 샌드위치 형태의 라이닝 플레이트 모두의 장점을 갖는다. 본 발명에 의한 몇몇 장점들 중에는, 단일 층 라이닝 플레이트와 동일한, 두께와 평행에 대해 필요한 정밀한 공차가 있으며, 따라서 모래 주형은 쉽게 방출(expel)되고 완벽하게 라이닝되며(line up perfectly), 이는 중요한 것이다. 또한, 정밀한 공차는 오직 하나 또는 그 이상의 라이닝 플레이트의 현장 교체를 가능하게 한다. 합성 수지 재료는 베이스 플레이트의 에지 상으로 그리고 가능하게는 그 위에 주조되기 때문에 층들 사이의 변위는 절대적으로 불가능하며, 이는 수지 재료의 가요성과 함께 미립자 재료가 성형 챔버의 경계를 따라 매우 우수하게 조여지게 만든다. 금속 재료의 중량보다 상당히 더 가벼운 합성 수지의 재료의 중량으로 인해 라이닝 플레이트는 운송과 현장 교체에 더 적합하다. 라이닝 플레이트를 그의 최대 퍼텐셜(full potential)까지 리퍼비싱(refurbishment)하는 것은, 마모 층이 베이스 유닛에서 벗겨질(stripped-off) 수 있고 주조 공정이 다시 이루어져 라이닝 플레이트의 상당 부분을 재사용할 수 있기 때문에 쉽고 비용 효율적이다.
본 발명에 따른 라이닝 플레이트는 매치 플레이트(match-plate)와 수직 성형 기계 모두에 사용될 수 있다. 또한, 수지 층은 또한 모래 슈팅 슬롯(sand shooting slot) 내의 마모 층 및 모래로부터 마모되게 되는 관련 표면으로서 제공될 수 있다.
본 발명은 첨부하는 도면을 참조하여 더 상세히 설명될 것이다.
도 1은 개략적으로 도시된, 모래 취입 및 압착 사이클 위치(sand blowing and squeezing cycle position) 내에 매치 플레이트 기술을 실행하는 기계의 모래 취입 및 압착 섹션의 측방향 단면도이다.
도 2는 개략적으로 도시된 수직 주형 형성의 모래 취입 및 압착 섹션의 측방향 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 매치 플레이트와 수직 성형 기술 형태의 성형 챔버 내의 등각도이며, 수직 성형 기술 형태의 라이닝 플레이트는 챔버 외측에 도시되고, 본 발명에 따른 라이닝 플레이트를 구비한 성형 기계들을 도시한다.
도 4는 베이스 유닛의 에지 위에 마모 층을 갖는 라이닝 플레이트의 단면도이다.
도 5는 베이스 유닛의 에지 위에 마모 층이 없는 라이닝 플레이트의 단면도이다.
도 6a, 도 6b 및 도 6c는 체결 수단의 예시를 도시하는 라이닝 플레이트의 단면도이다.
도 4에서 라이닝 플레이트(10)는, 성형 챔버의 경계 상에 고정하기 위한 기계 의존적(machine-dependent) 체결 수단(26)과 함께 공기 및/또는 스프레이 노즐(27)을 준비함으로써 배기부(7) 및 미립자 재료 입구(16)를 위한 모든 기능성 개방부를 갖도록 금속 베이스 유닛(11)을 가공함으로써 축조된다. 완성된 베이스 유닛(11)은 합성 수지의 주조를 위해, 이러한 목적을 위해 의도된 주조 공구 내에 장착됨으로써 준비된다. 수지는 베이스 유닛 상에 주조되고 경화된다. 동시에 층들 사이에 상대적 변위가 발생할 수 없음이 보장된다. 주조 공정 후에 이 결과 생성된, 마모 층(12)을 갖는 라이닝 플레이트(10)는 필요하다면 최종 형상 및 공차로 가공된다. 베이스 유닛(11) 내의 개방부에 대응되는 마모 층(12) 내의 기능성 개방부는 필요하다면 가공되고, 배기 노즐(27)은 가능하게 삽입된다.
바람직한 일 실시예
모래 주형은 종종 복잡한 형상의 금속 생성물의 산업용 주조에 사용된다. 모래 주형을 만드는 자동 기계 또는 기술이 공지되어 있다. 기본적으로, 성형 기계의 대부분의 형태는 모래 주형의 성형을 위한 모래 충전(sand filling) 및 압착 섹션을 포함한다. 2개 형태의 기계가 도 1 및 도 2에 도시되며, 이하에 더 상세히 설명될 것이다.
도 1에 도시된 매치 플레이트 기술에 의해 작동하는 성형 기계에서, 모래 충전 및 압착 섹션은 각각, 안내 및 이동 구성부(guiding and moving arrangement)(미도시)에 의해 고정되고 안내되는 덮개(cope) 및 드래그 플라스크(drag flask)로도 알려진 상부 및 하부 성형 챔버(5 및 6)를 포함한다. 안내 및 이동 구성부의 작동에 의해, 성형 챔버는 서로를 향한 방향 또는 서로로부터 이격되는 방향으로 이동될 수 있다. 가압 구성부(20)는 성형 챔버의 이동과 독립된 방식으로 덮개 압착 플레이트(18)와 드래그 압착 플레이트(19)를 서로에 대해 그리고 서로로부터 이격되게 이동시키기 위한 구성부를 포함한다. 이러한 실시예에서, 가압 구성부(20)는 완성된 모래 충전 및 압착 섹션과 함께 도 1에 도시된 위치에 직교하는 위치 내로 90도 회전될 수 있다. 이러한 위치에서, 매치 플레이트의 삽입과 제거, 각각의 상부 및 하부 모래 주형 부분의 조립 및 완성된 모래 주형의 방출이 일어난다. 대향되게 배열된 패턴(24 내지 25)을 갖는 매치 플레이트(13)는 패턴(24 내지 25)이 성형 중에 각 성형 챔버(5 내지 6) 내로 연장되도록 성형 챔버(5 내지 6)들 사이에 클램핑된다. 매치 플레이트(13)가 모래 충전 또는 샷(shot) 위치 내에 있는 동안, 모래는 각각의 성형 챔버(5 내지 6) 내로 동시에 슬릿 형상의 개방부(16)를 통한 과도한 양의 공기로 취입되거나 샷된다. 공기는 모래 재료를 필터링하도록 형성된 환기 구멍(7)을 통해 배출된다. 모래 취입 사이클 후에, 가압 구성부(20)는 덮개 압착 플레이트(18)와 드래그 압착 플레이트(19)를 매치 플레이트(13)에 대해, 그리고 이에 따라 서로에 대해 이동시킨다. 압착 사이클 동안 각각의 성형 챔버 내의 모래 재료는 압축되고(compacted), 이는 각각의 모래 주형 부분 내에 각각 패턴(24 내지 25)의 압흔(impression)을 생성한다. 이에 따라 생성된 압력은 각각의 성형 챔버의 원주방향 벽(17)에 대해 모래 재료와 상기 벽 사이의 상대적 이동과 관련하여 작용하며, 성형 챔버 내의 라이닝 플레이트(10) 상에 연마 마모(abrasive wear)를 생성하고, 매우 큰 에너지를 소비한다. 또한, 모래 취입은 라이닝 플레이트(10) 상에 그리고 슬릿 형상의 개방부(16)와 관련 표면 상에 연마 마모를 생성한다.
도 2에 도시된 수직 성형 기술에 의해 작동하는 성형 기계에서, 모래 취입 및 압착 섹션은 매치 플레이트 기술과 반대로 하나의 성형 챔버(8)만 포함한다. 성형 챔버(8)는 3개의 측부 상의 벽의 원주방향 세트와 바닥 플레이트에 의해 경계가 정해진다. 또한, 성형 챔버는 압착 플레이트(22 내지 23)에 의해 지지되는 제1 및 제2 패턴 플레이트(14 내지 15)에 의해 경계가 정해진다. 압착 플레이트(22 내지 23)가 제자리에 유지되는 동안, 모래는 성형 챔버(8) 내로 슬릿 형상의 개방부(16)를 통한 과도한 양의 공기로 취입되거나 샷된다. 공기는 모래 재료를 필터링하기 위해 배기 노즐(27)을 구비한 배기 개방부(7)를 통해 배출된다. 모래 취입 순서 후에, 가압 피스톤(21)은 패턴 플레이트(14)를 지지하는 압착 플레이트(22)를 이동시키며, 패턴 플레이트(15)를 지지하는 스윙가능 압착 플레이트(swingable squeeze plate: 23)는 챔버 내로 이동하고 성형 챔버 내의 모래를 압축한다. 압착 작동 중에, 성형 챔버(8) 내의 모래 재료는 압축되고, 이는 모래 주형의 각각의 대향 단부에 패턴 플레이트(14 내지 15)의 압흔을 생성한다. 압축 후에, 스윙가능 압착 플레이트(23)는 상향으로 스윙되어 성형 챔버를 개방시킨다. 가압 피스톤(21)은 압축된 모래 주형 부분을 먼저 생성된 대응하는 주형의 스트링(string)과 긴밀하게 접촉되도록 가압하며, 이에 따라 이러한 주형들 사이의 수직 분할 표면에서 연속된 주형들 사이에 모래 주형 주조를 위한 캐비티가 제공된다. 압착 동안 생성된 압력은 성형 챔버의 원주방향 벽(17)에 대해 모래 재료와 상기 벽 사이의 상대적 이동과 관련하여 작용하며, 성형 챔버(8) 내의 라이닝 플레이트(10) 상에 연마 마모를 생성하고, 고도로 압축된 주형으로 방출되는 순서는 연마 마모를 생성하고 매우 큰 에너지를 소비한다. 또한, 모래 취입은 모래 샷 동안 모래와 접촉되는 표면 상에 연마 마모를 생성한다.
도 4 및 도 5에 도시된 바람직한 실시예에서, 기계 형태 의존성 베이스 유닛(11)은 공기 배기를 위한 모든 기능성 개방부(7) 및/또는 스프레이 노즐(27) 및, 적용가능하다면 미립자 재료의 취입을 위한 슬릿 형상의 개방부(16)를 갖도록 제조된다. 공기 배기 개방부(7)는 배기 노즐(27) 등을 위해 준비될 수 있다. 베이스 유닛(11)은 수지 주조를 위한 주조 공구 내에 위치된다. 예를 들어, 폴리우레탄의 마모 층(12)은 도 5에 도시된 바와 같은 베이스 유닛 상으로 주조되고, 가능하게는 도 4에 도시된 바와 같은 베이스 플레이트의 모서리들 둘레에 주조된다. 경화 후에 폴리우레탄 마모 층(12)은 필요하다면, 완성된 샌드위치형 라이닝 플레이트(10)의 두께와 평행에 대한 최종 표면 품질과 공차를 위해 통상의 방법으로, 단, 폴리우레탄 재료의 특성으로 인해 특정화된 방법으로 가공된다. 공기 배기 개방부(7)의 목적을 위해 배기 노즐(27)이 제공된다. 또한, 미립자 재료(16)의 취입을 위한 슬릿 형상의 개방부(16)는 챔버의 상부 부분 내에, 층들을 통해 연통되도록 베이스 유닛(11) 내의 구멍과 대응되게 제공된다. 또한, 유리하게는 모래 샷 시스템의 표면은 마모 층을 구비할 수 있다.
성형 기계의 수직 성형 기술 형태와 매치 플레이트를 위한 성형 챔버는 각각 도 3a 및 도 3b에 도시되며, 각각은 본 발명에 따른 라이닝 플레이트를 구비하지만, 동일한 원리가 상이한 형태의 기계를 위한 성형 챔버에 적용될 것이다. 도 3b에서 성형 챔버 격실(8)은 챔버 외측에 도시된 라이닝 플레이트(10)를 구비하도록 의도된다. 도 4 및 도 5에서, 어떻게 인접 라이닝 플레이트들의 경계 구성부가 합성 수지의 층을 구비할 수 있고, 가능하게는 인접 라이닝 플레이트들 사이에 가요성 접촉을 제공하는지 알 수 있다. 폴리우레탄의 가요성 특성으로 인해 플레이트가 약간 크기 초과하는 것이 허용되며, 이로써 설치와 교체를 용이하게 하고 미립자 재료가 꽉 찬(particle material-tight) 경계선을 생성한다.
도 6a, 도 6b 및 도 6c에 도시된 바와 같이, 성형 기계 내에 라이닝 플레이트(10)를 고정하는 상이한 가능성이 도시된다. 도 6a에서 고정부는 성형 챔버의 원주방향 벽(17)들 중 하나 상에 장착된 헤드(26)를 갖는 스터드를 포함한다. 스터드(26)의 헤드는 원주방향 벽(17)과 라이닝 플레이트(10)와의 해제가능 연결을 제공하기 위해 베이스 유닛(11) 내의 열쇠구멍 개방부와 협력한다.
이에 대응하여 도 6b는 나사 연결부(26)에 의해 라이닝 플레이트(10)를 원주방향 벽(17)에 고정하는 것을 도시한다.
도 6c에서 원주방향 벽(17)과 라이닝 플레이트(10) 사이의 연결은, 나사와, 베이스 유닛(11) 내에 제공된 개방부와 협력하는 인서트(insert: 26)의 조합에 의해 제공된다.
상기에서 본 발명은 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었으나, 본 기술분야의 당업자는 이하의 청구범위로부터 벗어남 없이 다른 실시예를 구상할 수 있을 것이다. 이러한 변형들 중에서, 금속과 다른 재료, 예를 들어, 플라스틱, 주조 수지(cast resin), 합성 섬유 강화 재료(composite fibre-reinforced material) 등의 베이스 유닛(11)을 제공하는 것이 구상될 수 있다. 또한, 성형 챔버와 다른 표면 상에 마모 층을 제공하는 것이 가능하다.

Claims (12)

  1. 모래 성형 기계 내의 성형 챔버를 라이닝하기 위한 라이닝 플레이트(10)로서, 상기 라이닝 플레이트는 성형 챔버를 대면하게 되는 표면을 포함하는, 라이닝 플레이트에 있어서,
    상기 표면은 합성 수지 재료로 형성된 성형 챔버를 대면하게 되는 것을 특징으로 하는
    라이닝 플레이트.
  2. 제1항에 있어서,
    베이스 유닛(11)을 포함하고, 상기 베이스 유닛 상으로 합성 수지 재료의 표면 층(12)이 점착되어, 성형 챔버를 대면하게 되는 상기 표면을 제공하는 것을 특징으로 하는
    라이닝 플레이트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 베이스 유닛(11)은 금속 재료로 된 것을 특징으로 하는
    라이닝 플레이트.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 합성 수지 재료(12)는 폴리우레탄인 것을 특징으로 하는
    라이닝 플레이트.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라이닝 플레이트(10)는 미립자 재료의 주입을 위한 기능성 개방부(16) 및/또는 공기 배기 개방부(7)를 구비하는 것을 특징으로 하는
    라이닝 플레이트.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라이닝 플레이트(10)는 성형 기계 상으로의 해제가능한 체결을 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는
    라이닝 플레이트.
  7. 베이스 유닛(11)을 포함하는 모래 성형 기계 내의 성형 챔버를 라이닝하기 위한 라이닝 플레이트(10)를 제조하는 방법으로서, 상기 베이스 유닛(11)은 바람직하게는 미립자 재료의 주입을 위한 기능성 개방부(16) 및/또는 공기 배기 개방부(7) 뿐 아니라 성형 기계에 대한 신뢰성 있는 체결을 위한 체결 수단을 구비하는, 라이닝 플레이트 제조 방법에 있어서,
    합성 수지 재료의 커버 층(12)이 상기 베이스 유닛(11)에 점착되는 것을 특징으로 하는
    라이닝 플레이트 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 합성 수지 재료 층은 상기 베이스 유닛(11) 상으로 일체형으로 주조되는 것을 특징으로 하는
    라이닝 플레이트 제조 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 합성 수지 재료 층은 상기 베이스 유닛(11) 내의 상기 기능성 개방부와 대응되는 기능성 개방부를 포함하는 상기 라이닝 플레이트(10)에 대한 최종 공차와 편평도로 가공되는 것을 특징으로 하는
    라이닝 플레이트 제조 방법.
  10. 베이스 유닛(11)을 포함하는 모래 성형 기계 내의 성형 챔버를 라이닝하기 위한 라이닝 플레이트(10)를 리퍼비싱하는 방법으로서, 상기 라이닝 플레이트는 바람직하게는 미립자 재료의 주입을 위한 기능성 개방부(16)와 공기 배기 개방부(7) 뿐 아니라 주형 기계에 대한 신뢰성 있는 체결을 위한 체결 수단을 구비하는, 라이닝 플레이트 리퍼비싱 방법에 있어서,
    커버 층은 상기 베이스(11)로부터 해제되고 합성 수지 재료의 새로운 커버 층이 상기 베이스 플레이트(11)에 점착되는 것을 특징으로 하는
    라이닝 플레이트 리퍼비싱 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 합성 수지 재료 층은 상기 베이스 유닛(11) 상으로 일체형으로 주조되는 것을 특징으로 하는
    라이닝 플레이트 리퍼비싱 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 합성 수지 재료 층은 상기 베이스 유닛(11) 내의 상기 기능성 개방부에 대응하는 기능성 개방부를 포함하는 상기 라이닝 플레이트(10)에 대한 최종 공차와 편평도로 가공되는 것을 특징으로 하는
    라이닝 플레이트 리퍼비싱 방법.
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