KR20200118427A - 주조 주형의 냉각 장치 및 냉각 방법 - Google Patents

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지.에이. 로더스 홀딩 게엠베하 앤드 코. 카게
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Abstract

본 발명은 주조 주형(14) 내에 형성된 증발 체임버(18), 이 증발 체임버(18)에 액체를 공급하기 위한 제 1 펌프(23), 및 증발 체임버(18)에 대기압과 다른 압력을 가하기 위한 제 2 펌프(30, 31)를 포함하는 주조 주형(14)을 냉각시키기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 대응하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 주조 주형의 냉각을 목표로 하는 방법으로 제어하는 것을 가능하게 한다. 이는 특히 플라스틱 부품의 사출 성형에 도움이 될 수 있다.

Description

주조 주형의 냉각 장치 및 냉각 방법
본 발명은 주조 주형을 냉각시키기 위한 장치에 관한 것이다. 이 장치는 주조 주형 내에 형성된 증발 체임버를 포함한다. 액체가 제 1 펌프에 의해 증발 체임버에 공급된다.
주물의 제조에서, 액체 상태의 주조 재료가 주조 주형의 주형 공동에 공급된다. 주형 공동 내에서, 주조 재료는 냉각되어 고체 상태로 변화된다. 주형 공동에 대응하는 형상을 갖는 주물이 형성된다. 주조 주형은 개방되어 주형으로부터 주물을 취출할 수 있다.
냉각 프로세스에 선택적으로 영향을 줄 수 있도록 하기 위해, 주조 주형의 하우징의 특정 영역에 증발 체임버를 형성하는 공지된 관행이 있다. 고압으로 증발 체임버에 공급되는 액체는 증발 체임버 내에서 팽창될 수 있고, 그 결과 액체는 증발한다. 증발에 필요한 열량은 주조 주형 하우징으로부터, 그리고 간접적으로는 주형 공동 내의 주조 재료로부터 얻어지며, 그 결과 주조 주형의 이 섹션에서 선택적으로 주조 재료를 냉각시키는 것이 가능하다. 주조 주형을 냉각시키는 이 방법을 제트 냉각이라고도 한다.
액체를 증발시킴으로써 주조 주형으로부터 열이 제거되는 경우, 이는 일정한 증발 온도로 인해 증발 체임버 부근에 정해진 온도가 설정되는 장점을 갖는다. 예를 들면, 물이 대기압에서 증발하는 경우, 온도는 약 100℃에서 실질적으로 일정하다.
EP 2 796 268 A1은 공구 주형의 온도를 제어하기 위한 장치를 제시하며, 여기서는 진공 증발 냉각에 의해 공구 주형을 냉각시키기 위해 온도 제어 유체 회로가 구성된다. 독일 공개 출원 제 DE 1 758 140 A1 호는 주형의 온도를 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이며, 여기서는 순환 액체가 제어가능한 진공에 의해 부분적으로 증발된다.
본 발명의 기초를 이루는 목적은 냉각 프로세스에 선택적으로 영향을 줄 수 있는 주조 주형을 냉각시키기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다. 인용된 종래 기술로부터 발전하여 이 목적은 독립 청구항의 특징에 의해 달성된다. 유리한 실시형태는 종속 청구항에 명시되어 있다.
본 발명에 따른 장치에서, 증발 체임버 내에 대기압과 다른 압력을 가하기 위한 제 2 펌프가 제공된다. 증발 체임버 내의 압력을 설정함으로써, 액체가 증발하는 온도에 영향을 줄 수 있다. 증발 체임버 내의 압력을 증가시킴으로써, 증발 온도를 상승시킬 수 있고, 증발 체임버 내의 압력을 감소시킴으로써 증발 온도를 감소시킬 수 있다. 증발 온도를 감소시킴으로써, 냉각 프로세스를 가속시킬 수 있고, 이를 이용하여 주물 제조 중에 사이클 시간을 감소시킬 수 있다. 증발 온도를 증가시키면, 냉각 프로세스의 속도를 늦출 수 있으므로 특정 주물의 표면 품질을 향상시키거나 재료의 구조를 개선할 수 있다.
본 발명은 증발 체임버에 공급되는 액체를 제 1 펌프에 의해 압력 하에 두는 것이 유리하다는 것을 인식하였다. 본 발명에 따른 냉각 장치는 증발 체임버까지 연장되는 유입 라인을 포함한다. 선택적 냉각을 가능하게 하기 위해, 액체가 유입 라인 내에서 증발하지 않고, 액체가 유입 라인으로부터 증발 체임버 내로 유입하는 경우에만 증발하는 것이 유리하다. 이는 유입 라인 내의 액체를 증가된 압력 하에 둠으로써 달성될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 유입 라인 내의 액체가 받는 압력은 증발 체임버 내의 압력보다 높다.
증발 체임버에 인접하는 유입 라인의 섹션은 증발 체임버로부터 더 멀리 떨어져 있는 섹션의 유입 라인의 직경보다 작은 직경을 가질 수 있다. 증발 체임버에 인접하는 유입 라인의 그 섹션은 유입 라인에 국부적인 협착부를 형성할 수 있고, 증발 체임버 내에 출현할 수 있다. 본 발명에 따른 장치의 작동 중에, 국부적인 협착부의 전체에 걸쳐 압력차가 있을 수 있다. 국부적인 협착부의 전체에 걸친 압력차는 제 1 펌프의 출구와 제 2 펌프의 입구 사이에 존재하는 총 압력차의 2% 이상, 바람직하게는 5% 이상, 더 바람직하게는 10% 이상을 차지할 수 있다. 압력차가 고려되는 경로는 제 1 펌프로부터 국부적인 협착부 및 증발 체임버를 경유하여 제 2 펌프까지 연장된다. 국부적인 협착부의 전체에 걸친 압력차는 총 압력차의 30% 내지 90%인 것이 바람직하다. 이에 의해, 협착부까지의 유입 라인 내의 액체는 증발하지 않는 것을 보장하기에 충분한 높은 압력을 유지할 수 있다. 국부적인 협착부을 형성하고, 증발 체임버에 인접하여 위치하는 섹션에서, 유입 라인은 0.5 mm 내지 2 mm, 바람직하게는 0.8 mm 내지 1.2 mm의 직경을 가질 수 있다. 이는 원형 단면의 유입 라인을 지칭한다. 유입 라인이 상이한 단면을 갖는 경우, 그 단면적은 대응하는 크기일 수 있다.
유입 라인 내의 온도가 증발 체임버 내의 증발 온도를 상당히 초과하는 경우에도 유입 라인 내의 액체의 증발을 방지하기 위해, 유입 라인 내의 액체는 적절히 고압 하에 있을 수 있다. 예를 들면, 유입 라인 내의 압력은 증발 체임버 내의 압력보다 5 bar 이상, 바람직하게는 10 bar 이상, 더 바람직하게는 20 bar 이상 더 높을 수 있다. 본 발명에 따른 장치의 제 1 펌프는 유입 라인을 통해 이와 같은 압력으로 액체를 전달하기에 적합한 액체 펌프일 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 유출 라인을 포함할 수 있고, 이것을 통해 액체의 잔류물이 증발 체임버로부터 증발된 상태나 액체 상태로 배출될 수 있다. 액체가 증발될 때 증발 체임버 내의 급격한 압력 상승을 방지하기 위해, 유출 라인은 유입 라인보다 큰 단면을 가질 수 있다.
본 발명에 따라 증발 체임버 내의 압력을 설정하는 제 2 펌프를 유출 라인에 접속할 수 있다. 이는 제 2 펌프에 의해 생성되는 압력이 유출 라인을 경유하여 또는 유출 라인의 섹션을 경유하여 증발 체임버에 전달됨을 의미한다.
본 발명에 따른 장치는 응축기에 접속될 수 있고, 여기서 증발 체임버로부터 증발된 양의 액체가 재응축될 수 있다. 응축기는 열교환기를 포함할 수 있고, 이것에 의해 과잉의 열이 소산된다. 응축기의 냉각 매체로는, 예를 들면, 물을 사용할 수 있다.
응축기는 탱크를 포함할 수 있고, 이것의 하부 영역은 액체로 채워진다. 제 1 펌프는 탱크의 하부 영역에 접속할 수 있다. 제 1 펌프가 작동 중일 때, 액체는 탱크의 하부 영역으로부터 인출되어 유입 라인을 통해 증발 체임버에 전달된다.
원하는 압력을 증발 체임버 내에 생성하는 제 2 펌프는 응축기의 탱크에 액위 위에서 접속될 수 있다. 제 2 펌프에 의해 생성되는 진공 또는 과잉 압력은 응축기의 탱크 및 유출 라인을 통해 증발 체임버에 전달된다. 축압기가 제 2 펌프와 증발 체임버 사이에 배치될 수 있으므로 제 2 펌프가 작동 중인 아닌 경우에도 증발 체임버 내에 원하는 압력을 유지시킬 수 있다.
개방된 상태에서 유출 라인과 대기압 사이에 접속을 확립하는 밸브를 유출 라인에 접속할 수 있다. 이 밸브가 개방되면, 유출 라인과 환경 사이에서 압력 균등화가 일어나서 유출 라인에 대기압이 생긴다. 냉각을 목적으로 하여 증발 체임버 내에서 액체가 증발되는 2 개의 사이클 사이에서 대기압과의 균등화를 수행하여 냉각 작용이 요구되지 않는 단계 동안에 액체량의 증발을 방지하는 것이 바람직할 수 있다.
밸브는 증발 체임버와 제 2 펌프 사이의 적절한 지점에, 예를 들면, 유출 라인 상에, 응축기 상에 또는 축압기 상에 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 냉각 장치는 가스 접속부를 구비할 수 있고, 이 것을 통해 가스, 특히 공기가 증발 체임버 내에 유입되어 증발 체임버로부터 액체 잔류물을 배출시킬 수 있다. 증발 체임버로부터 액체 잔류물을 제거하면 다음 냉각 프로세스를 위해 증발 체임버가 가스로만 채워지는 정해진 초기 상태가 생성될 수 있다. 가스 접속부는, 예를 들면, 증발 체임버 또는 유입 라인의 일 섹션에 직접 접속될 수 있다.
이 가스 접속부가 개방되면, 가스는 압력차의 효과로 인해 증발 체임버 내로 유입될 수 있다. 증발 체임버 내에 진공이 존재하는 경우, 대기압에 대한 압력차는 이 가스를 축출하기에 충분할 수 있다. 이 가스는 대기압보다 과잉 압력으로 가스 접속부 내에 도입될 수도 있다. 가스가 증발 체임버 내로 유입되는 동안에 유입 라인을 통한 액체의 공급은 중단되는 것이 바람직하다.
일 실시형태에서, 제 2 펌프는 증발 체임버 내의 대기압보다 낮은 압력을 가하도록 설계된 진공 펌프이다. 제 2 펌프가 작동되는 경우에 증발 체임버 내의 절대 압력은, 예를 들면, 50 mbar 내지 800 mbar, 바람직하게는 100 mbar 내지 500 mbar일 수 있다. 증발 체임버 내의 압력이, 예를 들면, 200 mbar로 감소되면, 물은 불과 70℃에서 증발한다. 본 발명에 의해 냉각 프로세스가 가속화되는 경우에 진공 펌프를 사용하는 것이 편리하다.
주조 프로세스가 100℃ 미만의 주형 온도에서 행해지는 경우, 제 2 펌프로서 진공 펌프를 사용하는 것이 더욱 편리하다. 대기압에서 물을 증발시키면 냉각 효과를 달성할 수 없다. 특정 플라스틱, 예를 들면, 폴리옥시메틸렌(POM), 폴리아미드(PA) 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)의 사출 성형 시에는 100℃ 미만의 주형 온도가 사용된다.
다른 실시형태에서, 제 2 펌프는 증발 체임버 내의 대기압보다 높은 압력을 가하도록 설계된 과잉 압력 펌프이다. 제 2 펌프가 작동되는 경우에 증발 체임버 내의 절대 압력은, 예를 들면, 5 bar 내지 15 bar일 수 있다. 본 발명에 의해 냉각 프로세스가 감속되어야 하는 경우에 제 2 펌프로서 과잉 압력 펌프를 사용하는 것이 편리하다.
100℃를 상당히 초과하는 주형 온도에서 작업하는 경우, 증발 체임버 내의 대기압에서 물이 증발될 때, 주조 주형은 국부 영역이 매우 집중적으로 냉각된다. 이러한 집중적인 국부 냉각은 주조 주형 내의 재료의 구조에 원하지 않는 영향을 미치거나 표면 품질의 저하로 이어질 수 있다. 증발 체임버 내의 절대 압력이, 예를 들면, 10 bar의 값까지 증가되는 경우, 물은 약 200℃의 온도에서만 증발된다. 이러한 방식으로, 주조 주형 내의 재료는 덜 급격하게 냉각될 수 있게 된다. 예를 들면, 특정 플라스틱을 사출 성형하는 경우에는 보다 느린 냉각 프로세스가 바람직할 수 있다. 이러한 플라스틱의 예는 폴리아크릴산(PAA), 폴리프탈아미드(PPA) 또는 폴리페닐렌 설파이드(PPS)이다.
본 발명에 따른 냉각 장치는 진공 펌프 및 과잉 압력 펌프를 포함하도록 구성될 수 있다. 진공 펌프와 과잉 압력 펌프 사이의 전환을 위해 전환 밸브가 제공될 수 있으므로 증발 체임버 내의 원하는 냉각 온도에 의존하여 진공 펌프와 과잉 압력 펌프 사이의 전환을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 장치의 주조 주형은 복수의 증발 체임버를 포함할 수 있다. 증발용 액체는 동기식으로 또는 독립적으로 증발 체임버에 공급될 수 있다.
본 발명에 따른 제 1 펌프 및 제 2 펌프는 별개의 구조 유닛으로서 설계될 수 있다. 제 1 펌프 및 제 2 펌프가 단일 펌프 유닛 내의 기능 요소일 수도 있다.
본 발명은 또한 이러한 장치에 의해 사출 주형이 냉각되는 플라스틱 사출 성형기에 관한 것이다.
본 발명은 또한 주조 주형을 냉각시키기 위한 방법에 관한 것으로, 증발 체임버 내에서 액체를 증발시키기 위해 액체가 주조 주형 내에 형성된 증발 체임버 내에 공급된다. 이 방법에서, 대기압과 다른 압력이 증발 체임버 내에 공급된다. 이 경우, 유입 라인 내의 액체는 증가된 압력 하에 놓이고, 그 결과 액체는 유입 라인 내에서 증발하지 않는다. 본 발명은 또한 사출 주형이 이 방법에 의해 냉각되는 플라스틱 사출 성형물을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
이 방법은 본 발명에 따른 장치에 관련하여 설명되는 추가의 특징에 의해 개량될 수 있다. 이 장치는 본 발명에 따른 방법과 관련하여 설명되는 추가의 특징에 의해 개량될 수 있다.
본 발명은 첨부한 도면을 참조하여 유리한 실시형태에 의해 이하의 예에 의해 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 플라스틱 사출 성형기의 개략도를 도시하고;
도 2는 도 1의 세부를 확대도로 도시하고;
도 3은 주조 주형을 냉각시키기 위한 본 발명에 따른 장치의 개략도를 도시한다.
도 1에 도시된 플라스틱 사출 성형기는 사출 주형(14)을 포함하며, 그 내부에는 주형 공동(15)이 형성되어 있다. 이 사출 주형(14)은 개방된 상태로 도시되어 있으며, 사출 주형(14)의 2 개의 하프(half)는 이격되어 있다. 개방된 상태에서, 사출 성형물을 사출 주형(14)의 주형 공동(15)으로부터 취출할 수 있다.
다음 사출 성형 프로세스를 위해, 사출 주형(14)이 폐쇄된 상태로 되고, 여기서 사출 주형(14)의 2 개의 하프는 서로 기밀한 접촉 상태로 된다. 왕복 스크류(16)의 전진 운동에 의해, 액체 상태의 플라스틱 재료가 주형 공동(15) 내에 도입된다. 플라스틱 재료가 냉각에 의해 경화될 때까지 일시 정지된다. 사출 주형(14)을 개방하여 완성된 사출 성형물을 취출한다.
사출 주형(14)은 주형 공동(15) 내로 돌출하여 사출 성형물 내에 원통형 함몰부를 형성하는 주형 코어(17)를 포함한다. 원통형 함몰부의 영역 내의 사출 성형물의 구조 및 표면 품질을 좋게 하려면 이 영역에서의 냉각 프로세스를 선택적으로 제어해야 한다.
이 목적을 위해 도 2의 확대도에 도시된 바와 같이, 주형 코어(17)는 냉각 프로세스 중에 액체가 증발되는 증발 체임버(18)를 포함한다. 액체의 증발 온도에 대응하는 온도가 증발 체임버(18) 내에 확립되고, 그 결과 주형 공동(15) 내의 플라스틱 재료의 냉각은 소정의 조건 하에서 일어난다.
도 2의 확대도에 따르면, 증발 체임버(18)까지 채널로서 연장되는 유입 라인(19)이 주형 코어(17) 내에 형성된다. 유입 라인(19)의 전방 섹션 내에는 약 1 mm의 직경을 갖는 모세관(20)이 배치되어 있다.
액체(예를 들면, 물)이 고압으로 유입 라인(19) 및 모세관(20)을 통해 증발 체임버(18) 내에 도입된다. 유입 라인(19) 내의 압력은, 예를 들면, 15 bar일 수 있다. 유입 라인(19)의 압력은 유입 라인(19)으로부터 모세관(20)까지의 이행부와 증발 체임버(18) 내의 모세관(20)의 출구 사이에서 모세관(20)의 전체에 걸쳐 저하될 수 있다. 주형 코어(17)의 온도는 물의 증발 온도보다 높으므로 증발 체임버(18) 내의 물은 증발한다.
도 1에 따르면, 유입 라인(19)은 냉각 장치(22)에 접속된다. 도 3의 개략도에 따르면, 냉각 장치(22)는 유입 라인(19)으로부터 증발 체임버(18)까지 고압으로 물을 펌핑하도록 설계된 제 1 펌프(23)를 포함한다. 증기 및 액체 잔류물은 증발 체임버(18)로부터 배출되어 유출 라인(21)을 통해 냉각 장치(22)에 다시 공급된다.
냉각 장치(22)에는 증기가 재응축되는 응축기(24)가 형성되어 있다. 응축열은 냉수 회로(26)에 접속되는 열교환기(25)에 의해 응축기(24)로부터 소산된다. 물은 응축기(24)의 하부 섹션에서 수집되어 펌프(23)에 의해 다시 흡인될 수 있다.
유입 라인(19)에는 또한 압축 공기 라인(27)을 경유하여 압축기(28)가 접속되어 있다. 냉각 프로세스의 종료 후, 사출 주형(14)이 개방되었을 때, 증기 및 액체 잔류물을 증발 체임버(18)로부터 완전히 배제하여 다음의 냉각 프로세스를 위한 규정된 출발 조건을 보장하도록 압축 공기 펄스가 유입 라인(19)을 통과한다.
작동 체임버(18) 내에 대기압이 존재하는 경우, 물은 100℃에서 증발한다. 고려 중인 예시적인 실시형태에서, 작업은 90℃의 주형 온도에서 실행되므로 100℃에서의 증발에 의해 냉각 효과는 달성되지 않는다.
따라서, 본 발명에 따른 사출 성형기의 냉각 장치(22)는 증발 온도에 영향을 주기 위해 증발 체임버(18) 내에 특정 압력을 선택적으로 가하도록 설계된 압력 모듈(29)을 포함한다. 이는 2 개의 방향으로 일어날 수 있다. 증발 온도는 증발 체임버(18) 내의 압력을 저감시킴으로써 감소될 수 있다. 증발 온도를 감소시킴으로써 냉각 프로세스를 가속시킬 수 있고, 이를 이용하여 사출 성형물의 제조 중에 사이클 시간을 감소시킬 수 있다. 증발 체임버(18) 내의 압력을 증가시킴으로써 증발 온도를 상승시킬 수 있고, 이것에 의해 플라스틱 재료의 냉각 프로세스를 감속시킬 수 있다. 특정 플라스틱 재료를 사용하면, 표면 품질을 개선할 수 있다.
도 3에 따르면, 압력 모듈(29)은 진공 펌프(30)와 과잉 압력 펌프(31)를 포함하고, 이들 사이에서 전환 밸브(32)에 의한 전환이 가능하다. 진공 펌프(30) 및 과잉 압력 펌프(31)는 본 발명에 따른 의미에서 제 2 펌프이다. 펌프(30, 31)에 의해 압력 용기(33) 내에 대기압과 다른 압력을 가할 수 있다. 대기압과의 압력 균등화를 허용하기 위해 압력 용기(33)는 밸브(35)를 경유하여 환경에 접속된다.
압력 용기(33)로부터의 압력은 중간 라인(34), 응축기(24)의 내부 및 유출 라인(21)을 경유하여 증발 체임버(18)에 전달된다. 압력 용기(33)가, 예를 들면, 진공 펌프(33)에 의해, 200 mbar의 절대 압력까지 배기된 경우, 증발 체임버(18) 내의 압력도 200 mbar이다. 그러면 물은 불과 70℃의 온도에서 증발하므로 냉각 프로세스를 가속화한다. 냉각 프로세스의 단축에 의해, 사출 성형물의 제조 중에 사이클 시간을 단축에 기여할 수 있다.
과잉 압력 펌프(31)에 의해 압력 용기(33) 내에 과잉 압력이 가해지면, 이 압력도 증발 체임버(18)에 전달된다. 증발 체임버(18) 내의 압력이 상승하면 증발 온도가 상승하게 되므로 냉각 프로세스의 속도를 저하시킨다. 특정 플라스틱 재료에서는 냉각 프로세스의 속도 저하에 의해 사출 성형물의 표면 품질이 개선될 수 있다.

Claims (13)

  1. 주조 주형(14) 내에 형성된 증발 체임버(18), 상기 증발 체임버(18)에 액체를 공급하기 위한 제 1 펌프(23), 상기 증발 체임버(18)에 대기압과 다른 압력을 가하기 위한 제 2 펌프(30, 31), 및 상기 증발 체임버(18)까지 연장된 유입 라인(19)을 갖는 주조 주형(14)을 냉각시키기 위한 장치로서,
    상기 유입 라인(19) 내의 유체는 증가된 압력 하에 놓여 있고, 그 결과 상기 액체는 상기 유입 라인(19) 내에서 증발되지 않고, 상기 제 1 펌프(23)는 상기 액체를 이러한 압력으로 상기 유입 라인(19)을 통해 전달하도록 설계된, 주조 주형의 냉각 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유입 라인(19)은 상기 증발 체임버에 인접한 섹션(20)에서 0.5 mm 내지 2 mm, 바람직하게는 0.8 mm 내지 1.2 mm의 직경을 갖는, 주조 주형의 냉각 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 펌프는 상기 증발 체임버(18) 내의 압력보다 5 bar 이상, 바람직하게는 10 bar 이상, 더 바람직하게는 20 bar 이상 더 높은 압력으로 상기 유입 라인(19)에서 상기 증발 체임버(18)에 공급되는 액체를 전달하도록 설계된, 주조 주형의 냉각 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증발 체임버(18)로부터 연장된 유출 라인(21)을 포함하는, 주조 주형의 냉각 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 유출 라인(21)은 상기 유입 라인(19)보다 큰 단면을 갖는, 주조 주형의 냉각 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 펌프(30, 31)는 상기 유출 라인에 접속된, 주조 주형의 냉각 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증발 체임버(18)로부터 증발된 액체량을 응축시키기 위한 응축기(24)를 포함하는, 주조 주형의 냉각 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증발 체임버(18)에 가스를 공급하기 위한 가스 접속부(27)를 포함하는, 주조 주형의 냉각 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 펌프는 진공 펌프(30)인, 주조 주형의 냉각 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 펌프는 과잉 압력 펌프(31)인, 주조 주형의 냉각 장치.
  11. 사출 주형(14) 및 상기 사출 주형(14)을 냉각시키기 위한 냉각 장치를 갖는 플라스틱 사출 성형기로서,
    상기 냉각 장치는 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따라 설계된, 플라스틱 사출 성형기.
  12. 주조 주형(14) 내에 형성된 증발 체임버(18)에 액체를 공급하여 상기 증발 체임버(18) 내에서 액체를 증발시키고, 대기압과 다른 압력을 상기 증발 체임버(18)에 가하여 상기 주조 주형(14)을 냉각시키기 위한 방법으로서,
    상기 증발 체임버(18)에 이어지는 유입 라인(19) 내의 액체는 증가된 압력 하에 놓여 있고, 그 결과 상기 액체는 상기 유입 라인(19) 내에서 증발되지 않는, 주조 주형의 냉각 방법.
  13. 제 12 항에 청구된 방법에 의해 사출 주형(14)이 냉각되는 플라스틱 사출 주형 부품을 제조하는 방법.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114829753A (zh) 2019-11-29 2022-07-29 马尔科姆·巴里·詹姆斯 流体相变热管理装置和方法
CN112248386A (zh) * 2020-09-09 2021-01-22 芜湖友恒模具有限公司 一种注塑模具的散热装置
FR3136841B1 (fr) 2022-06-20 2024-05-31 Pinette Emidecau Ind Dispositif de refroidissement par fluide d’une surface chaude et plaque de presse ou moule associe
WO2024068874A1 (de) 2022-09-29 2024-04-04 G.A. Röders Holding Gmbh & Co. Kg KUNSTSTOFFSPRITZGIEßMASCHINE UND VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINER KUNSTSTOFFSPRITZGIEßMASCHINE

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1758140A1 (de) * 1968-04-09 1971-05-13 Albers August Verfahren und Vorrichtung zur Temperierung von Formwerkzeugen
DE3322312A1 (de) * 1983-06-21 1985-01-03 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren und vorrichtung zum herstellen von spritzgiessteilen
JPH0539744U (ja) * 1991-10-18 1993-05-28 曙ブレーキ工業株式会社 熱間金型の水冷装置
JP2538476B2 (ja) * 1992-02-12 1996-09-25 リョービ株式会社 金型冷却装置
JPH09136325A (ja) * 1995-11-15 1997-05-27 Uchihama Kasei Kk 金型装置
JPH09308954A (ja) * 1996-05-17 1997-12-02 Toyota Motor Corp 金型の冷却方法
JP2000015421A (ja) 1998-07-03 2000-01-18 Nec Corp 金型冷却装置
JP4021314B2 (ja) 2002-12-10 2007-12-12 羽根エンジニアリング株式会社 発泡樹脂成形における金型冷却方法及びその装置
MXPA06014381A (es) 2004-06-10 2007-04-16 Advanced Plastics Technologies Metodos y sistemas para controlar temperaturas de moldeo.
DE102008000452A1 (de) * 2008-02-29 2009-09-03 Stemke, Gudrun Kühlmittelverteilung zur Werkzeugkühlung
DE102008062433B3 (de) * 2008-12-17 2010-05-06 Werkzeugbau Siegfried Hofmann Gmbh Verfahren zur zyklusabhängigen Temperierung eines Spritzgieß- oder Thermoformwerkzeuges
JP2012121245A (ja) 2010-12-09 2012-06-28 Matsui Mfg Co 金型冷却装置及びこれを備えた金型冷却システム
JP5726845B2 (ja) 2012-12-13 2015-06-03 本田技研工業株式会社 鋳造金型冷却装置及び鋳造金型冷却方法
EP2796268A1 (de) * 2013-04-24 2014-10-29 Robamat Automatisierungstechnik GmbH Vorrichtung und Verfahren zur Temperierung einer Werkzeugform
JP6086895B2 (ja) 2014-12-12 2017-03-01 ジヤトコ株式会社 金型の冷却装置

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