KR20210157891A - 다이캐스팅 기계 및 작동 방법 - Google Patents
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Abstract
1. 다이캐스팅 기계 및 작동 방법.
2.1 본 발명은 주조 주형(1), 주조 챔버(2), 주조 챔버에서 축 방향으로 이동 가능한 방식으로 배열된 주조 피스톤(3), 주소 챔버로 연결되는 용융물 입구 채널(4), 용융물 입구 채널에 위치한 차단 밸브(5), 주조 챔버에서 주조 주형으로 연결되는 용융물 출구 채널(6) 및 주조 피스톤의 제어를 위한 제어 유닛(7)을 포함하는 다이캐스팅 기계 및 그러한 다이캐스팅 기계를 작동하는 방법.
2.2 본 발명에 따른 다이캐스팅 기계의 경우, 본 발명의 일 측면에 따르면, 주형 충전 단계에서 각각의 주조 공정을 수행하기 위한 제어 유닛(7) 및 차단 밸브(5)는 차단 밸브(5)를 폐쇄 위치로 가져오고 주조 챔버(2)에서 주조 피스톤(3)을 제어하여 주조 시작 위치에서 충전 종료 위치로 전진하도록 구성되며, 이는 용융물 출구 채널(6)을 통해 용융 재료(14)를 주조 주형 (1)으로 밀어 넣고, 후속 재충전 단계에서 먼저 차단 밸브를 개방 위치로 만들고 주조 피스톤을 다시 주조 시작 위치로 돌리고, 용융물 입구 채널을 통해 용융 재료를 주조 챔버에 공급하고, 복귀 이동으로 인해 주조 피스톤이 주조 시작 위치에 도달하기 전에 차단 밸브를 다시 폐쇄 위치로 제어하고, 주조 피스톤의 추가 복귀 운동에 의해 용융물 출구 채널에서 용융물 재료를 재흡하도록 제어한다.
2.3 사용 예 : 예를 들어 열-챔버 다이캐스팅 기계 기술.
2.1 본 발명은 주조 주형(1), 주조 챔버(2), 주조 챔버에서 축 방향으로 이동 가능한 방식으로 배열된 주조 피스톤(3), 주소 챔버로 연결되는 용융물 입구 채널(4), 용융물 입구 채널에 위치한 차단 밸브(5), 주조 챔버에서 주조 주형으로 연결되는 용융물 출구 채널(6) 및 주조 피스톤의 제어를 위한 제어 유닛(7)을 포함하는 다이캐스팅 기계 및 그러한 다이캐스팅 기계를 작동하는 방법.
2.2 본 발명에 따른 다이캐스팅 기계의 경우, 본 발명의 일 측면에 따르면, 주형 충전 단계에서 각각의 주조 공정을 수행하기 위한 제어 유닛(7) 및 차단 밸브(5)는 차단 밸브(5)를 폐쇄 위치로 가져오고 주조 챔버(2)에서 주조 피스톤(3)을 제어하여 주조 시작 위치에서 충전 종료 위치로 전진하도록 구성되며, 이는 용융물 출구 채널(6)을 통해 용융 재료(14)를 주조 주형 (1)으로 밀어 넣고, 후속 재충전 단계에서 먼저 차단 밸브를 개방 위치로 만들고 주조 피스톤을 다시 주조 시작 위치로 돌리고, 용융물 입구 채널을 통해 용융 재료를 주조 챔버에 공급하고, 복귀 이동으로 인해 주조 피스톤이 주조 시작 위치에 도달하기 전에 차단 밸브를 다시 폐쇄 위치로 제어하고, 주조 피스톤의 추가 복귀 운동에 의해 용융물 출구 채널에서 용융물 재료를 재흡하도록 제어한다.
2.3 사용 예 : 예를 들어 열-챔버 다이캐스팅 기계 기술.
Description
본 발명은 주조 주형(casting mould), 주조 챔버(casting chamber), 주조 챔버에서 축 방향으로 이동 가능한 방식으로 배열된 주조 피스톤, 주조 챔버로 이어지는 용융물 입구 채널(melt inlet channel), 용융물 입구 채널의 차단 밸브, 주조 챔버에서 주조 주형으로 이어지는 용융물 출구 채널 및 주조 피스톤을 제어하는 제어 유닛을 포함하는 다이캐스팅 기계에 대한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 다이캐스팅 기계를 작동시키는 방법에 관한 것으로, 이 방법은 각각의 주조 공정을 주형 충진 단계(mould-filling phase)에서 수행하고 차단 밸브를 닫은 상태에서 주조 챔버의 주조 피스톤을 주조 시작 위치에서 충진 종료 위치로 전진하고, 그 결과 용융 재료가 용융물 출구 채널을 통해 주조 주형으로 압착되고(pressed), 후속 재충진(refilling) 단계에서 주조 피스톤이 주조 시작 위치로 다시 이동하며, 그 결과, 차단 밸브가 열린 상태에서 용융 재료는 용융물 입구 채널을 통해 주조 챔버로 다시 공급된다.
이러한 유형, 일반적인 유형 및 유사한 유형의 다이캐스팅 기계 및 관련된 작동 방법은 일반적으로 각각의 주조 공정 또는 주조 사이클에서 주조품(cast part)이라고도 하는 특정 부품(component)을 주조하기 위해 사용된다. 본 발명의 다이캐스팅 기계(이하 단단히 '기계'라고도 함) 및 본 작동 방법은 특히 금속 다이캐스팅, 예를 들어 아연, 납, 알루미늄, 마그네슘, 티타늄, 강철, 구리 및 이들 금속의 합금과 같은 액체 또는 부분 액체 금속 용융물을 주조하는데 적합하다. 다이캐스팅 기계는 특히 고온 챔버 다이캐스팅 기계 일 수 있다. 이 구현에서, 상기 주조 챔버는 용융물 용기에 의해 준비된 용융물 조(melt bath)에 침지된 주조 용기(casting container)에 형성된다.
주조 공정의 주형 충진 단계에서, 주조품을 형성하기 위해서, 주조 피스톤의 전진은 주조 챔버에서 압력을 받아 주조 챔버에 있는 용융 재료를 용융물 출구 채널을 통해 주조 주형에 의해 형성된 주형 공동(mould cavity)으로 가압한다. 이와 관련하여, 주조 주형은 일반적으로 고정 주형 반쪽 및 이동 가능한 주형 반쪽을 포함하며, 이 주형 반쪽들 사이는 주형 중공 공간이라고도 하는 주형 공동을 형성하거나 형성되는 이 주조 주형과 동의어로 줄여서 주형이라고 한다. 전형적인 구현에서, 용융물 출구 채널은 입구 측에 주조 챔버를 포함하는 주조 용기의 상승-튜브(riser-tube) 영역과, 출구 측에 주조 용기에 부착되는 마우스피스 본체(mouthpiece body)를 포함하며, 즉 주조 챔버를 떠나면 용융 재료는 일반적으로 상승 튜브 영역과 마우스피스 본체를 통해 게이팅 콘(gating cone)으로 알려진 것이 있는 몰드 공동 바로 앞에 있는 영역의 용융 입구에 도달한다.
재충진 단계에서, 주조 피스톤은 충진 종료 위치에서 초기 위치, 즉 주조 시작 위치로 다시 이동되고, 주조 피스톤의 복귀 운동은 용융물 입구 채널을 통해 용융 재료로 주조 챔버를 다시 채운다. 따라서 재충진 단계는 따라서 피스톤 복귀 단계라고도 한다.
본 다이캐스팅 기계에 특히 적합한 상응하는 기계 유형의 경우, 용융물 출구 채널은 용융물 입구 채널과는 별도로 주조 챔버에서 나오며, 즉 용융물 입구 채널 및 용융물 출구 채널이, 주조 챔버로 열리는 주조 챔버 입구와 용융물 출구 채널이 주조 챔버 외부로 열리는 별도의 주조 챔버 출구가 있는 용융 재료에 대해 두 개의 별도 안내 채널을 형성한다. 이러한 구성은 용융물 입구 채널 및 용융물 출구 채널에서 용융물 흐름(melt flow)의 독립적인 제어를 용이하게 하며, 용융물 입구 채널의 용융물 흐름은 특히 그곳에 위치한 차단 밸브에 의해 제어 될 수 있다.
시스템 구성에 따라, 순전히 용융물 압력에 의해 작동되는 역류 방지 밸브(non-return valve) 또는 능동적으로(actively) 작동 가능한 차단 밸브를 차단 밸브로 사용할 수 있다. 후자는 현재의 경우 차단 제어 밸브라고 하며 제어 유닛에 의해 제어된다. 이러한 일반 유형의 다이캐스팅 기계 및 관련 작동 방법에서는 차단 제어 밸브는 일반적으로 전체 주형 충진 단계 동안 닫힌(폐쇄된) 상태로 유지되고 전체 재충진 단계 동안 열린(개방된) 상태로 유지된다. 단순한 역류 방지 밸브와 비교하여 능동적으로 제어하거나 활성화할 수 있는 차단 밸브는 필요에 따라 용융물 입구 채널의 용융물 통과 흐름에 영향을 주거나 조절하는 옵션을 제공하며, 이는 또한 주조 챔버 및/또는 용융물 입구 채널에서 용융물 압력비와 독립적이다.
시스템 구성에 따라, 제어 유닛은 다이캐스팅 기계의 모든 제어 기능이 통합된 단일 제어 장치 또는 각각 특정 기계 부품을 제어 및/또는 조절하고 바람직하게는 서로 통신 링크를 통해 통신하는 복수의 단일 제어 장치를 포함한다. 이 경우, 관례적인 바와 같이, 제어 유닛은 적어도 부분적으로 하드웨어 및/또는 적어도 부분적으로 소프트웨어로 구성될 수 있다. 현재의 경우, 제어 유닛은, 특히 주조 피스톤, 더 정확하게 그 움직임을 제어하며, 그리고 차단 밸브가 차단 제어 밸브와 같은 것에 의해 차단되는 경우에는 특히 차단 제어 밸브와 같은 하나 이상의 추가 기계 부품을 제어한다.
특허 공보 EP 0 576 406 B1은 스풀 유형(spool type) 주조 피스톤에 대한 대안으로 알려진 변위 유형(displacement type) 주조 피스톤을 구비하고 주조 챔버로의 용융물 입구 채널의 개구에 직접 배치된 차단 밸브를 구비하는 시스템의 차단 제어 절차를 개시한다. 스풀 유형의 경우, 주조 피스톤의 외부 치수는 주조 챔버의 내부 치수에 해당하며 피스톤은 주조 챔버 벽에 대해 밀봉된다. 결과적으로, 이 경우 전진할 때 주조 피스톤이 주조 챔버의 용융 재료를 완전히 앞으로 밀어내고 공정에서 용융 재료를 주형 중공으로 누르는 데 필요한 압력을 가한다. 변위 유형의 경우, 주조 피스톤의 외부 치수는 주조 챔버의 내부 치수보다 적절하게 작기 때문에 전진할 때 주조 피스톤은 주조 챔버의 용융 재료 안에 담긴다. 용융 재료에 대한 압력의 작용은 이 경우 용융 재료에 담가지는 주조 피스톤 부피의 변위 효과에 의해 발생한다.
공개 공보 DE 32 48 423 A1은 마찬가지로 일반적인 유형의 다이캐스팅 기계 및 관련 작동 방법을 개시하고 있으며, 상기 공보에서는 주조 피스톤이 변위 유형의 전방 피스톤을 가지며 가압된 가스가 사용중인 주조 챔버에 그리고 주조 챔버를 포함하는 주조 용기에 위치한 차단 제어 밸브에 용융물 입구 채널에서 주조 챔버의 상류 및 주조 용기로의 입구의 하류의 흐름 측면에서 각각의 거리에서 추가로 공급될 수 있다. 주형 충진 단계 동안 차단 제어 밸브는 닫힌 상태로 유지된다. 재충진 단계에서 차단 제어 밸브가 열리고 일정량의 가압된 가스를 주조 챔버로 전달하는데, 이는 차단 제어 밸브가 열리기 전에 주조 챔버에 진공이 형성되는 것을 방지하고 전방 피스톤의 후방으로 주조 피스톤 부품으로 당겨진 용융물의 분사를 방지하고 대기압보다 높은 일정량으로 주조 챔버에 가스 압력을 바이어스 하기 위함이다. 재충진 단계 중에 필요한 양의 용융물이 공급된 후 차단 제어 밸브가 다시 닫힌다.
다이캐스팅에서, 경제적인 이유로 사이클 시간, 즉 가능한 한 짧은 각 주조 공정의 지속 시간이 요구되고, 주조품의 품질과 관련된 이유로 인해 주조품의 공기 분율은 가능한 한 낮은, 즉 주조품의 최소 기공률이 추구된다. 특히 후자의 측면을 설명하기 위해 특허 공보 EP 1 284 168 B1은 주형 충진 단계의 시작 및/또는 실제 주형 충진 단계 이전에 사전 충진 단계에서 용융 재료가 상승 채널 영역과 마우스피스 본체 영역을 채울 만큼 주형이 충분히 멀리 열려있을 때 이어서 주형이 닫히기 전에 주형 피스톤은 이미 전진하고, 주형 피스톤은 다시 전진하여 실제 주형 충진 단계를 수행한다. 상기 특허 공보에서, 주조 피스톤은 스풀 유형이며, 그 자체는, 재충진 단계 동안 그 뒤로 복귀 운동을 수행하여 주조 챔버 입구를 열고 주형 충진 단계 동안 전진하여 상기 주조 챔버 입구를 차단한다는 점에서, 차단 부재로서 기능을 한다.
본 유형의 다이캐스팅 기계의 경우 일반적으로 고려되는 추가 측면은 특히, 그것이 스풀 유형인 경우에는, 주조 챔버에서 주조 피스톤의 스트로크 운동(stroke movement)에 의해 야기되는, 주조 피스톤과 주조 챔버의 반대편에 위치한 벽들의 마모 효과를 최소화하는 것과, 마우스피스 본체에 결합할 목적으로 게이트를 주형 중공 안으로 하여 출구 측에서 열리는, 일반적으로 주형 측 용융물 채널 구조의 입구 측 인터페이스를 형성하는, 게이팅 콘의 영역에서 원치않는 용융물 방울이 형성되는 것을 방지하는 것이다.
본 발명은 앞서 언급한 유형에서 다이캐스팅 기계 및 관련된 작동 방법의 문제의 해결에 기반하여, 특히 상대적으로 짧은 주조 사이클 시간 및/또는 주조품에서 상대적으로 낮은 공기 기공율 및/또는 주조 피스톤 및 주조 챔버의 상대적으로 낮은 마모 및/또는 게이팅-콘 영역에서 용융물 방울의 형성을 피하는 것을 달성하는 측면에서 앞서 언급 된 종래 기술에 비해 이점을 제공한다.
본 발명은 청구항 1 또는 청구항 9의 특징을 갖는 다이캐스팅 기계 작동 방법 및 청구항 10 또는 청구항 11의 특징을 갖는 다이캐스팅 기계를 제공함으로써 상기 문제를 해결한다. 본 발명의 유리한 개선들은 종속 청구항들에 명시되어있다.
청구항 1에 관한 본 발명에 따른 작동 방법의 일 양태에 따르면, 주조 공정의 재충진 단계에서, 복귀 운동에 의해 주조 피스톤이 주조 시작 위치에 도달하기 전에 이전에 개방된 차단 밸브가 폐쇄되고, 주조 피스톤의 추가 복귀 운동의 결과로 용융물 출구 채널에서 용융 재료가 역흡입되고, 즉, 용융물 출구 채널에서 부분적으로 주조 챔버로 역 흡입된다. 차단 밸브의 폐쇄는 차단 제어 밸브의 경우 제어 유닛에 의해, 역류 방지 밸브의 경우 예를 들어 예압(preload) 스프링 같이 폐쇄 위치에서 밸브를 예압하는 예압 소자(preload element)에 의해 능동적으로 수행될 수 있다. 결과적으로 이 작동 방법에서는 재충진 단계의 초기에서는 주조 피스톤이 뒤로 이동할 때 차단 밸브가 처음에 개방되고, 그 결과 주조 챔버가 용융물 입구 채널을 통해 용융 재료로 다시 채워지고 재충진 단계의 나머지에서는 차단 밸브가 폐쇄되고, 그 결과 주조 피스톤의 추가 후방 이동으로 용융물 출구 채널에서 용융물을 역흡입 할 수 있다. 개방을 위해, 차단 제어 밸브로 구현된 경우 차단 밸브는 할당된 제어 유닛에 의해 개방 위치로 제어되며, 역류 방지 밸브로 구현될 경우 차단 밸브는 주조 챔버에서 용융물 음압에 의해 제어된다.
본 발명에 따른 이 절차는 용융물 입구 채널을 통한 용융 재료로 주조 챔버의 필요한 재충진과 용융물 출구 채널에서 용융 재료의 부분적인 역흡입의 이점을 제공한다. 공정에서, 충진 단계 후 용융물 출구 채널의 비 응고(non-solidified) 용융 재료는 주조 챔버 또는 상류 용융물 조(upstream melt bath)에 존재하는 용융물 충진 레벨로 완전히 역 흡입되지 않고, 차단 밸브가 폐쇄되는 시점 및/또는 주조 피스톤의 관련 위치를 선택함으로써 설정 및/또는 사전 정의될 수 있는 범위까지 그 전방 영역까지 용융물 출구 채널에 잔존할 수 있으며 따라서 후속 주조 공정을 먼저 용융물 출구 채널에서 상기 충진 레벨로 진행할 필요가 없다.
본 발명에 따른 이 절차는 이러한 특성으로 인해 많은 이점을 제공한다. 이러한 방식으로 일련의(서로 뒤따르는) 주조 공정의 사이클 시간을 단축할 수 있다. 유사하게, 주조 챔버에서 주조 피스톤의 운동 스트로크(movement stroke)가 감소될 수 있으며, 그 결과 관련된 마모 효과가 최소화될 수 있다. 따라서, 통상적인 피스톤 링을 포함하여 주조 피스톤 및 주조 챔버의 마모-영향 부분에서의 마모는 또한 예를 들어 본 발명에 따른 이 절차에 의해, 피스톤이 용융물 주입구 채널에 대한 차단 부재로 기능 하는 통상적인 시스템에 비해서, 상당히 감소되는데, 주조 챔버에서 주조 피스톤의 복귀 운동 중에 발생하는 음압을 필요에 따라 차단 밸브를 적절하게 제어 및/또는 전환함으로써 현저하게 낮게 유지할 수 있기 때문이다. 용융물 출구 채널은 서로 뒤따르는 주조 공정들 사이에 주로 용융 재료로 채워진 상태로 유지될 수 있기 때문에, 각각의 주조 공정이 시작될 때 공기가 용융물 출구 채널의 앞 부분에 약간씩 존재한다. 이는 생산 된 주조품의 기공률을 현저히 감소시켜 생산된 주조품의 품질을 상당히 향상시킬 수 있다.
용융물 출구 채널에서 비응고 용융 재료의 역 흡입은, 제어 가능 및/또는 모니터 가능 범위, 즉 제어 가능 및/또는 사전 정의 가능한 양으로, 다이캐스팅 기계의 게이팅 콘 영역 및/또는 그 주형 공구(tool) 영역에서 즉 스프루(sprue) 또는 용융물 출구 채널 또는 마우스피스 본체의 전이(transition) 또는 출구에서 후속 마우스피스 노즐 또는 마우스피스 팁(tip) 까지, 용융물 출구 채널의 출구 영역으로부터 어느 정도는 용융물 출구 채널 내로부터 용융물 물질을 역 흡입함으로써 바람직하지 않은 용융물의 형성을 매우 유리하게 방지할 수 있게 한다. 역 흡입의 범위는 적절하게 설정되거나 사전 정의될 수 있다. 즉, 다이캐스팅 기계의 요구 사항 및 조건에 따라 적절하게 선택되어 한편으로는 용융물 방울의 형성이 확실하게 방지되고 다른 한편으로, 용융 재료는 여전히 상대적으로 멀리 전방에, 즉 바람직하게는 용융물 출구 채널에서 전방 영역 또는 전방에서 멀리 있는 영역에 남아있다.
유리한 구현에서, 이 점에서 용융 재료는 충분히 멀리에 있어도 역 흡입되는데, 한편으로는 용융물 출구 채널에서 가능한 먼 전방 영역 또는 전방에서 상대적으로 멀리 있는 영역에 잔존하여 즉 사용 가능하고 다른 한편으로, 예를 들어 상대적으로 낮은 특정 거리에서 예를 들어 게이팅 콘 또는 용융물 출구 채널의 출구로부터 대략 5mm 내지 100mm에서 용융물 출구 채널 후방에, 특히 시스템에 따라 이 출구 바로 뒤쪽에 위치한 용융 지점으로부터 또는 이 출구로부터 소정 거리 떨어진 지점에 그리고 게이팅 콘 또는 주형에서 그것의 앞에 이미 응고되었거나 부분적으로 응고된 용융물로부터 여전히 상대적으로 액체인 용융물이 분리되는(break off) 지점에 위치하며 예를 들어 요구 사항, 용융 재료의 점도 및/또는 기계의 시스템 구성에 따라, 예를 들어 대략 10mm 내지 대략 50mm, 바람직하게 대략 30mm 내지 대략 40nm에 위치한다. 다이캐스팅 기계의 상응하는 전형적인 실시 예들에서, 이러한 목적에 필요한, 차단 밸브가 폐쇄되는 주조 피스톤의 위치로부터 주조 시작 위치까지 주조 피스톤의 역 흡입 스트로크는 1 밀리미터에서 수 밀리미터 사이에 예를 들어 대략 2mm 내지 20mm 사이의 범위이다.
더욱이 역 흡입으로 인해, 주조 피스톤이 용융 재료를 주형 안으로 가압을 시작하기 전에 주조 피스톤을 가속하기 위해 주형 충진 단계의 첫 번째 단계에서의 주조 피스톤의 스트로크 운동이 후속 주조 공정에서 사용될 수 있는 이점을 가진다. 이것은 주로 스프루가 없거나 상대적으로 작은 스프루만 있는 주형의 경우에도 유리할 수 있다.
역 흡입의 또 다른 이점은 주조품에 대한 게이트가 러너(runner)에서 여전히 부분적으로 액체인 재료 이전에 응고되는 적용이다. 이 경우, 게이팅 콘에서 아직 응고되지 않은 용융 재료를 역 흡입할 수 있으며, 그 결과 용융 재료가 다시 용융될 필요가 없다. 주조 주형 및 기타 조건에 따라 이는 예를 들어 용융 재료 비율이 주조 주형에 도입되는 용융물 양에 대해서 최대 약 5%까지 될 수 있다.
본 발명의 개선에서, 재충진 단계에서, 차단 밸브가 여전히 개방된 상태일 때의 이전의 기간보다 차단 밸브가 폐쇄된 상태 일 때의 기간에서 주조 피스톤이 더 낮은 속도로 뒤로 이동된다. 즉, 이 경우 차단 밸브가 개방될 때 초기 재충진 단계보다 차단 밸브가 폐쇄될 때 최종 역 흡입 단계에서 더 낮은 속도로 주조 피스톤이 뒤로 이동한다. 재충진 단계에서 주조 피스톤의 일정하지 않은 속도 프로파일의 이러한 선택은 유리하게는 주조 챔버의 빠른 초기 재충진과 함께 용융물을 적당히 느린 후속 역 흡입 작업 및 주조 피스톤이 주조 시작 위치에 도달하는 이점이 있다.
본 발명의 개선에서, 주조 공정의 재충진 단계에서, 주조 피스톤이 복귀 운동에 의해 밸브 전환 위치(valve switchover position)에 도달하자마자 이전에 개방된 차단 밸브가 폐쇄된다. 차단 제어 밸브의 경우 이것은 이 시점에서 능동적으로 제어되는 밸브 전환을 통해 수행될 수 있고, 역류 방지 밸브의 경우 예를 들어 주조 피스톤이 밸브 전환 위치에서 중단되고 및/또는 폐쇄된 주조 주형이 개방되는 것에 의해 수행될 수 있고, 따라서 주조 챔버에서 더 이상 용융 음압(melt negative pressure)이 생성되지 않아 역류 방지 밸브가 자동으로 폐쇄 위치로 리셋된다. 이 조치는 차단 밸브가 주조 피스톤의 위치에 따라 더 정확하게는 이 경우에 밸브 전환 위치 혹은 달리 밸브 반전(valve reversal) 위치라고 하는 특정 위치에 도달하는 것에 따라 개방 위치에서 폐쇄 위치로 전환되도록 한다. 차단 밸브를 폐쇄하면 용융물 입구 채널을 통해 주조 챔버로 용융 재료 공급이 종료되므로 용융 재료는 용융물 출구 채널에서 주조 챔버 내로 역 흡입될 수 있는데, 밸브 전환 위치에서 주조 시작 위치로 도달하기 위한 주조 피스톤의 추가 복귀 운동에 의해 원하는 정도로 역 흡입될 수 있다. 역류 방지 밸브의 경우, 주조 피스톤이 밸브 전환 위치에서 다시 이동하기 전에 주조 주형이 개방된다는 점에서 이 기간 동안 원하지 않는 차단 밸브의 개방을 방지할 수 있다. 대안적인 실시 예에서, 주조 공정의 재충진 단계 동안 차단 밸브를 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 반전시키기 위한 활성화는 예를 들어, 다른 방식으로 촉발(trigger)될 수 있으며, 예를 들어 충진 단계가 시작된 이후 또는 주조 피스톤의 복귀 운동이 시작된 이후에 이를 위해 미리 정의할 수 있는 시간 경과로 인해 촉발될 수 있다.
본 발명의 진보에서, 주조 피스톤의 밸브 전환 위치와 주조 시작 위치 사이의 스트로크 거리(stroke distance)는 가변적으로 미리 정의될 수 있다. 이 측정을 통해 다양한 시스템 조건에 유연하게 대응할 수 있다. 주조 피스톤의 밸브 전환 위치와 주조 시작 위치 사이의 스트로크 거리는 전체 주조 피스톤 스트로크에 대한 주조 피스톤의 밸브 전환 위치에서 주조 시작 위치까지의 최종 복귀 운동 비율을 결정하며, 충진 종료 위치와 주조 시작 위치 사이의 거리에 의해 그리고 따라서 또한 용융물 출구 채널에서 용융 역 흡입의 정도에 의해 주어진다. 이 스트로크 거리는 자연적으로 0보다 크고 전체 주조 피스톤 스트로크 즉, 충진 종료 위치와 주조 시작 위치 사이의 스트로크 거리보다 작으며, 각각 사용 상황의 요구 사항에 해당하는 대응하는 원하는 값 또는 값으로 설정할 수 있으며, 다이캐스팅 기계의 조건 및 시스템 상황에 따라 예를 들어 대략 2mm ~ 20mm, 보다 구체적으로는 대략 4mm ~ 8mm일 수 있고, 대응하는 구현들에서 이 값은 전체 주조 피스톤 스트로크의 최대 절반 또는 최대 1/3 또는 최대 1/4 또는 이들 보다 작다. 밸브 전환 위치와 주조 시작 위치 사이의 스트로크 거리가 증가함에 따라 용융물 출구 채널에서 용융 재료의 역 흡입 정도가 증가한다. 더 짧은 스트로크 거리를 선택하면 용융물 출구 채널에서 역 흡입되는 용융 재료의 양이 감소한다. 밸브 전환 위치와 주조 피스톤의 주조 시작 위치 사이의 스트로크 거리는 다르게 예를 들어 다이캐스팅 기계에서 교환 가능하게 사용되는 상이한 주조 주형에 대해 다르게 선택될 수 있다. 대안적인 실시 예에서, 가변 조정이 필요하지 않은 경우, 이 스트로크 거리는 변하지 않는 방식으로 미리 정의 될 수 있다.
본 발명의 진보에서, 주조 공정의 재충진 단계에서 주조 피스톤은 다시 주조 시작 위치로 다시 이동하기 전에 정지 기간 동안 밸브 전환 위치에 유지된다. 주조 피스톤의 복귀 운동을 위한 정지 기간은 차단 밸브를 개방 위치에서 폐쇄 위치로 전환하고 필요에 따라 주조 주형을 개방하는 데 사용할 수 있다. 결과적으로, 차단 밸브는 용융물 입구 채널에서 따라서 차단 밸브를 통해 이동된 용융 흐름이 없고 대신에 용융물이 용융물에 고정되어있는 기간 동안 전환될 수 있다. 정지 기간은 예를 들어, 그 시간적 기간의 관점에서 예를 들어 차단 밸브가 개방 위치에서 폐쇄 위치로 전환하는 데 필요한 시간 및/또는 주조 주형을 개방하는 데 필요한 시간에 따라, 적절하게 선택될 수 있고, 선택적으로 정지 기간은 가변적으로 변경 가능한 사양을 제공할 수도 있다. 대안적인 실시 예에서, 차단 밸브는 주조 피스톤의 복귀 운동을 방해하지 않고, 즉 밸브 전환 위치에 도달한 후 복귀 운동에서 주조 피스톤이 완전히 정지되지 않고, 개방 위치에서 폐쇄 위치로 전환된다.
본 발명의 개선에서, 주조 공정의 재충진 단계에서, 주조 주형은 적어도 차단 밸브가 여전히 개방되어 있는 한 폐쇄 상태로 유지된다. 이 조치는 주조 피스톤의 복귀 운동으로 인해 주조 챔버가 용융물 입구 채널을 통해 용융 재료로 다시 채워지지만, 차단 밸브가 개방 위치에 있는 한 용융물 출구 채널에서 용융 재료의 눈에 띄는 역 흡입은 일어나지 않는다. 그런 다음, 주조 주형이 여전히 폐쇄되어 있고 일반적으로 이 시점에서 이미 적어도 부분적으로 응고된 주조품을 포함하고 있기 때문에, 상당한 양의 공기가 상기 주조 주형을 통해 용융물 출구 채널로 통과할 수 없으며, 따라서 재충진 단계의 이 초기 단계에서는 아직 용융물 출구 채널에서 주조 챔버로 용융 재료가 역 흡입되지 않는다. 대안적인 실시 예에서, 단 밸브가 여전히 개방되어 있는 동안 어떠한 경우에도 주조 주형은 이미 개방되어 있고 및/또는 그것의 개방이 시작된다.
본 발명의 진보에서, 특히 차단 밸브로 차단 제어 밸브를 사용하는 경우의 본 발명의 진보에서, 주조 공정의 재충진 단계에서 주조 피스톤이 주조 시작 위치에 도달한 후에 주조 주형의 개방이 시작된다. 이 절차는 본질적으로 주조 피스톤이 주조 시작 위치에 도달할 때까지는 용융물 출구 채널에서 용융 재료의 역 흡입을 유발하지 않는다. 밸브 전환 위치로부터 주조 피스톤의 복귀 운동의 결과, 차단 제어 밸브가 폐쇄되고 주조 시작 위치로 돌아오면 주조 피스톤이 먼저 해당 음압을 생성하고, 주조 주형의 개방이 시작된 후, 용융 재료는 관련된 음압 효과에 의해 해당 범위까지 용융물 출구 채널에서 주조 챔버 내로 역 흡입된다.
본 발명의 대안적인 진보에서, 주조 공정의 재충진 단계에서, 주조 피스톤이 밸브 전환 위치에 도달한 후에 그리고 주조 시작 위치에 도달하기 전에 주조 주형의 개방이 시작된다. 이 절차에서, 용융 재료는 주조 피스톤이 주조 시작 위치로 추가로 복귀하는 동안 이미 용융물 출구 채널에서 또는 용융물 출구 채널에서 주조 챔버 내로 역 흡입될 수 있다. 상응하는 실시 예에서, 주조 피스톤의 밸브 전환 위치로부터 주조 시작 위치로의 복귀 운동 동안에 주조 주형의 개방이 임의의 원하는 지점에서 시작될 수 있으며, 상응하는 구현에서 추가 대안적으로 또한 이미 주조 피스톤이 밸브 전환 위치에 도달하고 차단 밸브가 폐쇄되기 전에 시작될 수 있다.
본 발명의 추가 진보에서, 주조 공정의 재충진 단계에서 주조 피스톤은 밸브 전환 위치에서 중지되고, 주조 주형이 개방될 때 주조 주형이 특정 주조 피스톤 촉발 주형 개방 위치에 도달하자마자 밸브 전환 위치에서 주조 시작 위치로 전진한다. 이 구현에서, 밸브 전환 위치에서 정지된 후 주조 피스톤의 추가 복귀 운동은, 주조-피스톤-촉발 주형 개방 위치에 의해 정의되는 미리 결정되는 정도로 주조 주형이 개방되기 전까지는 주조 피스톤이 주조 시작 위치로 전진하지 않는 방식으로 주조 주형의 개방 공정과 정합된다. 결과적으로 주조 공정의 재충진 단계의 마지막 단계에서 용융물 출구 채널에서 용융물을 역 흡입하는 공정을 더욱 최적화할 수 있다. 대안적인 실시 예에서, 주조 피스톤의 복귀 운동은 이에 대한 적용 관련 요구 사항이 없다면 주조 주형의 현재 개방 위치를 고려하지 않고 발생한다.
본 발명의 개선에서, 주조 피스톤은 각각 이전 주조 공정의 재충진 단계 동안 도달된 주조 시작 위치에서 후속 주조 공정의 주형 충진 단계의 초기 사전 충진 단계 동안 사전 충진 위치로 전진하며 이때 주조 주형은 아직 완전히 폐쇄되지 않은 상태이고, 그리고 그 후에 주조 주형이 완전히 폐쇄되고 주조 피스톤은 이 사전 충진 위치에서 충진 종료 위치로 더 전진한다. 그 결과, 각각의 이전 주조 사이클의 재충진 단계에서 용융물의 역 흡입으로 인해 용융물 출구 채널의 전방 영역으로 들어간 공기는 각각의 현재 주조 사이클의 시작에서 여전히 완전히 개방 또는 적어도 여전히 부분적으로 개방된 주형을 통해서 빠져나갈 수 있으며, 주형은 완전히 폐쇄되고 용융 재료로 주형을 실제로 충진하는 단계가 실행된다.
본 발명의 추가 양태에 따르면, 청구항 9에 관한 것이며, 이는 청구항 1의 제 1 양태에 대한 추가 혹은 대안으로서 제공될 수 있으며, 주형 충진 단계 전에 작동 시작 주조 공정(start- of - operation casting process)의 사전 충진 단계에서, 차단 밸브가 폐쇄된 상태에서 주조 챔버의 주조 피스톤이 작동 시작 위치에서 주어진 사전 충진 위치로 전진하고 이어서 차단 밸브가 개방될 때 주조 시작 위치로 다시 이동한다. 요구 사항 및 사용 상황에 따라 주조 주형은 이 사전 충진 단계 이전에 이미 또는 시작시 폐쇄될 수 있으며, 또는 대안으로 이 사전 충진 단계에서 주조 피스톤이 진행되는 동안 여전히 개방된 상태로 유지되고 주조 피스톤이 복귀하기 전에만 또는 차단 밸브가 개방될 때만 폐쇄될 수 있다. 첫 번째 경우, 추가 조치 없이 이 사전 충진 작업 중에 용융 재료가 아직 개방되어 있는 주형을 통해 실수로 빠져나갈 수 없도록 보장한다. 후자의 경우, 사전 충진 공정에 의해 용융물 출구 채널에서 가압된 공기는 여전히 개방된 주형을 통해 더 빨리 빠져나갈 수 있다.
본 발명에 따른 이 절차는 서로 뒤따르는, 예를 들어 주조 주형 또는 주조 공구를 다이캐스팅 기계에 조립한 후에 또는 특정 조립된 주조 주형으로 다이캐스팅을 다시 시작한 후에, 서로 뒤따르는 주조 공정 또는 주조 사이클에서 특정 주조 주형에 의해 복수의 동일한 주조품 생산을 위한 사이클 주조를 위한 다이캐스팅 기계의 순환 주조 작업에 유리하게 적용될 수 있는 특정 작동 시작 측정을 구성한다.
즉, 작동 시작 주조 공정은 기계 작동 시작 후 원하는 주조품을 생산하기 위한 첫 번째 주조 공정 또는 주조 사이클을 구성한다. 이러한 작동 시작에서, 용융 재료는 아직 용융물 출구 채널의 전방 영역에 위치하지 않고, 오히려 용융물 출구 채널의 후방 영역에, 예를 들어 주조 챔버 또는 주조 챔버를 포함하는 주조 용기가 잠긴 용융물 조의 용융 충진 레벨 높이까지 위치한다. 특정 작동 시작 주조 공정은, 용융 재료를 주조 주형 안으로 가압하기 위해서, 주조 피스톤이 그 충진 종료 위치의 방향을 따라서 그 주조 시작 위치에서 전진하는 점에서, 주형 충진 단계가 시작될 때 기계의 작동 시작 후 서로 뒤따르는 많은 주조 공정 중 첫 번째 공정에서도 용융물 출구 채널의 전방 영역에 용융 재료가 존재하도록한다.
이를 위해, 이 주형 충진 단계 전에, 작동 시작 주조 공정의 사전 충진 단계에서 주조 피스톤은 작동 시작 위치에서 초기에는 단지 사전 충진 위치로만 전진하며, 차단 밸브가 닫힌 상태로 유지되어 주조 챔버의 용융 재료가 용융물 출구 채널로 압축될 수 있다. 주조 피스톤의 사전 충진 위치는, 도달했을 때 용융 재료가 원하는 사전 정의 가능한 범위까지 용융물 출구 채널을 채웠다는 사실에 의해 결정된다. 차단 밸브의 후속 개방 및 주조 피스톤의 사전 충진 위치에서 주조 시작 위치로의 복귀 운동은, 작동 시작 위치 또는 작동 시작 위치와 사전 충전 위치 사이의 주조 챔버에서의 주조 피스톤의 전방 위치에 해당할 수 있으며, 그것은 주조 챔버에서 용융물 출구 채널로 이전에 가압된 양으로 최대로 용융물 입구 채널을 통해 용융 재료로 다시 주조 챔버를 채운다.
기계 작동 시작 후 후속하는 첫 번째 주조 공정의 경우, 이러한 방식으로 용융물 출구 채널의 전방 영역까지 이미 이용 가능한 용융 재료의 관점에서 동일하거나 유사한 조건이 기계의 시작된 주조 작업에서 후속 주조 공정에 대해서도 존재한다. 다시 말해서, 그 경우에, 용융물 출구 채널의 용융 재료는 이미 이 첫 번째 주조 공정에 대해 이미 그것의 전방 영역까지, 예를 들어 상승-채널 부분의 전체 체적에서 그리고 용융물 출구 채널의 인접한 마우스피스 본체 부분의 체적에서 마우스피스 본체의 전방 끝단 영역까지, 따라서 용융 재료가 주조 챔버에 공급되는 레벨인 할당된 용융물 조의 조 레벨보다 상당히 높은 레벨까지 가용할 수 있다. 다시 말해서, 그 경우에, 용융물 출구 채널의 용융 재료는 이미 이 첫 번째 주조 공정에 대해 이미 그것의 전방 영역까지, 예를 들어 상승-채널 부분의 전체 체적에서 그리고 용융물 출구 채널의 인접한 마우스피스 본체 부분의 체적에서 마우스피스 본체의 전방 끝단 영역까지, 따라서 용융 재료가 주조 챔버에 공급되는 레벨인 할당된 용융물 조의 조 레벨보다 상당히 높은 레벨까지 가용할 수 있다. 이는 이러한 단일 사전 충진 덕분에 작동 시작시 후속 실제 주형 충진 단계에 필요한 주조 피스톤 스트로크가 작동 시작 후 첫 번째 주조 사이클 동안 이미 크게 감소할 수 있다는 이점이 있다. 대안적인 실시 예에서, 이러한 사전 충진 수단 대신에, 기계 작동 시작 후 첫 번째 주조 공정이 작동된 동작 기간에 추가 주조 공정보다 상응하게 더 긴 주조 피스톤의 주조 스트로크로 수행된다.
본 발명에 따른 다이캐스팅 기계의 경우, 주형 충진 단계에서 각각의 주조 공정을 수행할 목적으로, 용융 재료를 용융물 출구 채널을 통해 주조 주형으로 밀어 넣기 위해서 제어 유닛 및 차단 밸브는 차단 밸브를 폐쇄 위치로 가져오고 주조 챔버의 주조 피스톤을 제어하여 주조 시작 위치에서 충진 종료 위치로 전진하도록 구성되고, 용융 재료를 용융물 입구 채널을 통해 주조 챔버로 공급하기 위해서 후속 충진 단계에서 먼저 차단 밸브를 개방 위치로 가져오고 주조 피스톤을 다시 주조 시작 위치로 이동하도록 제어하도록 구성된다.
제어 유닛 및 차단 밸브는 또한 주조 피스톤이 그것의 복귀 운동에 의해 주조 시작 위치에 도달하기 전에 재충진 단계 동안 여전히 차단 밸브를 폐쇄 위치로 하고 주조 피스톤을 제어하여 주조 피스톤의 추가 복귀 운동에 의해 용융물 출구 채널에서 용융 재료를 역흡입하도록 구성되고 및/또는 작동 시작 주조 공정 중에 차단 밸브가 닫힌 상태에서 주형 충진 단계 이전에 작동 시작 주조 공정의 사전 충진 단계 동안 주조 피스톤을 제어하여 주조 챔버에서 작동 시작 위치에서 사전 충진 위치로 전진하고 이어서 차단 밸브를 개방 위치로 하고 주조 피스톤을 제어하여 주조 시작 위치로 돌아가도록, 구성된다.
결과적으로, 이 다이캐스팅 기계는 특히 본 발명에 따른 작동 방법에서 언급 된 양태들을 수행하는데 적합하다.
본 발명의 개선에서, 차단 밸브는 차단 제어 밸브의 형태이고, 제어 유닛은 차단 제어 밸브를 제어하도록 구성된다. 이것은 제어 유닛을 통해 차단 밸브를 능동적으로 제어할 수 있게 하여, 특히 주조 공정 과정에서 각각 원하는 개방 또는 폐쇄 위치가 되도록 한다.
본 발명의 발전에서, 다이캐스팅 기계는 차단 제어 밸브를 작동시키기 위해 제어 유닛에 의해 작동되는 밸브 액추에이터(actuator)를 포함한다. 액추에이터는 제어 유닛과 차단 밸브 사이의 연결 요소 역할을 하며 제어 유닛 및 차단 밸브의 유형에 따라, 예를 들어 전기, 자기, 유압, 공압 또는 기계 유형인지에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 대안으로 밸브 작동 기능이 예를 들어 제어 유닛에 직접 통합될 수 있다.
본 발명의 개선에서, 차단 밸브는 폐쇄 위치에 예압 된 역류 방지 밸브의 형태이다. 이것은 차단 제어 밸브로 구현하는 대안을 구성한다. 이 경우 차단 밸브는 그에 작용하는 용융 재료의 압력, 특히 주조 챔버의 용융 압력에 따라 제어되거나 작동된다.
본 발명의 개선에서, 다이캐스팅 기계는 차단 밸브의 하나 이상의 측정된 변수를 감지하기 위한 밸브 센서 유닛을 포함한다. 이것은 예를 들어 밸브 센서 유닛을 통해 차단 밸브의 현재 위치에 대한 피드백을 제어 장치에 제공하고 및/또는 차단 밸브가 오류 없이 작동하는지 여부에 대한 정보 및/또는 어떤 사용 상태에 위치하고 있고 예를 들어 유지를 필요로 하는지에 대한 정보를 제공하는 밸브 진단 정보를 제공한다.
본 발명의 유리한 실시 예가 도면에 도시되어있다. 본 발명의 이러한 실시 예 및 추가 실시 예는 아래에서 더 상세히 설명된다. 도면들에서:
도 1은 차단 밸브로서 차단 제어 밸브를 갖는 다이캐스팅 기계의 본 발명 실시예에서 관심있는 부분의 개략적인 종단면도를 도시한다.
도 2는 작동 시작으로부터 도 1의 다이캐스팅 기계의 작동 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 3은 첫 번째 주조 사이클의 주형 충진 단계의 시작에서 도 2의 방법에 따라 기계를 작동하는 동안 도 1의 모습을 보여준다.
도 4는 주형 충진 단계에서 도 3의 모습을 보여준다.
도 5는 주형 충진 단계가 종료된 후 첫 번째 주조 사이클의 재충진 단계가 시작될 때의 도 3의 모습을 보여준다.
도 6은 재충진 단계 동안의 도 3의 모습을 보여준다.
도 7은 용융물로 주조 챔버의 재충진이 종료된 후의 도 3의 모습을 보여준다.
도 8은 용융물 재충진 작업에 뒤이은 용융물 역흡입 작업 동안의 도 3의 모습을 보여준다.
도 9는 첫 번째 주조 사이클의 종료를 향하는 도 3의 모습을 보여준다.
도 10은 두 번째 주조 사이클의 주형 충진 단계의 종료시 도 3의 모습을 보여준다.
도 11은 작동 시작 후 초기 사전 충진 단계를 갖는 변형에서 도 1의 다이캐스팅 기계에 대한 작동 방법을 설명하기위한 흐름도를 도시한다.
도 12는 초기 사전 충진 단계의 시작에서 도 11의 방법에 따라 기계를 작동하는 동안 도 3의 모습을 보여준다.
도 13은 용융물로 주조 챔버를 재충진하는 초기 사전 충진 단계의 나중 시점에서 도 12의 모습을 보여준다.
도 14는 도 11의 방법 변형에서 첫 번째 주조 사이클의 초기 사전 충진 단계 이후의 주형 충진 단계의 종료시의 도 12의 모습을 보여준다.
도 15는 각 주조 사이클의 주형-충진 단계 전에 주기적인 사전-충진을 갖는 변형에서 도 1의 다이캐스팅 기계에 대한 작동 방법을 설명하기 위한 흐름도를 보여준다.
도 16은 차단 밸브로서 역류 방지 밸브를 갖는 다이캐스팅 기계의 변형에 대한 도 1의 모습을 보여준다.
도 1은 차단 밸브로서 차단 제어 밸브를 갖는 다이캐스팅 기계의 본 발명 실시예에서 관심있는 부분의 개략적인 종단면도를 도시한다.
도 2는 작동 시작으로부터 도 1의 다이캐스팅 기계의 작동 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 3은 첫 번째 주조 사이클의 주형 충진 단계의 시작에서 도 2의 방법에 따라 기계를 작동하는 동안 도 1의 모습을 보여준다.
도 4는 주형 충진 단계에서 도 3의 모습을 보여준다.
도 5는 주형 충진 단계가 종료된 후 첫 번째 주조 사이클의 재충진 단계가 시작될 때의 도 3의 모습을 보여준다.
도 6은 재충진 단계 동안의 도 3의 모습을 보여준다.
도 7은 용융물로 주조 챔버의 재충진이 종료된 후의 도 3의 모습을 보여준다.
도 8은 용융물 재충진 작업에 뒤이은 용융물 역흡입 작업 동안의 도 3의 모습을 보여준다.
도 9는 첫 번째 주조 사이클의 종료를 향하는 도 3의 모습을 보여준다.
도 10은 두 번째 주조 사이클의 주형 충진 단계의 종료시 도 3의 모습을 보여준다.
도 11은 작동 시작 후 초기 사전 충진 단계를 갖는 변형에서 도 1의 다이캐스팅 기계에 대한 작동 방법을 설명하기위한 흐름도를 도시한다.
도 12는 초기 사전 충진 단계의 시작에서 도 11의 방법에 따라 기계를 작동하는 동안 도 3의 모습을 보여준다.
도 13은 용융물로 주조 챔버를 재충진하는 초기 사전 충진 단계의 나중 시점에서 도 12의 모습을 보여준다.
도 14는 도 11의 방법 변형에서 첫 번째 주조 사이클의 초기 사전 충진 단계 이후의 주형 충진 단계의 종료시의 도 12의 모습을 보여준다.
도 15는 각 주조 사이클의 주형-충진 단계 전에 주기적인 사전-충진을 갖는 변형에서 도 1의 다이캐스팅 기계에 대한 작동 방법을 설명하기 위한 흐름도를 보여준다.
도 16은 차단 밸브로서 역류 방지 밸브를 갖는 다이캐스팅 기계의 변형에 대한 도 1의 모습을 보여준다.
도 2, 11 및 15는 다이캐스팅 기계(die-casting machine)를 작동하기 위한 본 발명의 방법의 다양한 유리한 변형을 흐름도로 도시한다. 도 1, 3 내지 10 및 12 내지 14 그리고 도 16은 본 발명에 따른 방법에 의해 작동될 수 있는 본 발명에 따른 두 가지 구현에서 다이캐스팅 기계의 관심 부분을 개략적으로 도시한다. 이 다이캐스팅 기계는 특히 아연, 납, 알루미늄, 마그네슘, 티타늄, 강철, 구리 및 이들 금속의 합금과 같은 다이캐스팅 액체 또는 부분 액체 금속 용융물(metal melt)을 위한 열-챔버(hot-chamber) 유형 중 하나 일 수 있다. 이러한 목적을 위해, 다이캐스팅 기계는 특히 고정 주형 반쪽(fixed mould half)(1a) 및 가동 주형 반쪽(movable mould half)(1b)을 갖는 주조 몰드(casting mould)(1), 주조 챔버(casting chamber)(2), 주조 챔버(2)에서 축 방향으로 이동 가능한 방식으로 배열된 주조 피스톤(casting piston)(3), 주조 챔버(2)로 이어지는 용융물 입구 채널(melt inlet channel)(4), 용융물 입구 채널(4)의 차단 밸브(shut-off valve)(5), 주조 챔버(2)에서 주조 주형(1)으로 이어지는 용융물 출구 채널(melt outlet channel)(6) 및 제어 유닛(control unit)(7)을 포함한다.
도 1, 3 내지 10 및 12 내지 14의 예에서, 차단 밸브(5)는 차단 제어 밸브(shut-off control valve)(5S), 즉 제어 유닛(7)에 의해 직접 또는 도시된 바와 같이 선택적으로(optionally) 밸브 액추에이터(valve actuator)(16)에 의해 활성화되는 활성화 가능한 차단 밸브로서 구성된다. 밸브 액추에이터(16)는 그러한 밸브를 그 자체로 작동시키기 위해 통상의 기술자에게 알려진 바와 같이, 종래 유형의 임의의 원하는 액추에이터일 수 있다. 이와 관련하여, 요구 사항 및 사용 상황에 따라, 액추에이터(16)는 특히 종래의 전기 작동, 유압 작동, 공압 작동 또는 기계적으로 직접 작동하는 액추에이터 유형, 또는 레버 시스템(lever system)을 통해 기계적으로 작동하는 액추에이터 유형일 수 있다. 이와 관련하여, 요구 사항 및 사용 상황에 따라, 밸브 액추에이터(16)는 순전히 2진 방식(binary manner)으로 작동하고 제1의, 개방 위치(open position)와 제2의, 폐쇄 위치(closed position) 사이에서만 차단 밸브(5)를 전환하는 액추에이터 유형일 수 있으며, 또는 차단 밸브(5)를 연속적으로 또는 다단계(multiple stages)로 개방할 수 있는 비례 액추에이터 유형 즉, 차단 밸브(5)를 완전 개방 위치와 완전 폐쇄 위치 사이의 하나 이상의 부분 개방 위치로 하여 유지할 수 있는 비례 액추에이터 유형일 수 있다. 이를 위해, 필요에 따라 밸브 액추에이터는 수동 또는 자동으로 조정할 수 있는 예를 들어 가변 설정 가능한 엔드 스톱(variably settable end stops)을 포함할 수 있다. 도 1에 대응하는 개략도에서, 도 16은 다이캐스팅 기계의 변형을 도시하는데 도 16의 변형예는 차단 밸브(5)가 역류 방지 밸브(non-return valve)(5R)로 구성된다는 점에서 도 1의 것과 다르다.
본 실시 예의 경우에서, 제어 유닛(7)은 기계의 다양한 구성 요소를 제어 및/또는 조절하기 위한, 다이캐스팅 기계의 모든 제어 요소(control element)를 포함하는 것을 의미하는 것으로 이해되며, 이를 위해 제어 유닛(7)은 시스템 구성에 따라, 모든 제어 기능이 통합된 단일 제어 장치(single control device) 또는 각각이 특정 기계 구성 요소를 제어 및/또는 규제하고 바람직하게는 서로에 대한 통신 링크를 갖는 복수의 개별 제어 장치를 포함할 수 있다. 유사하게, 관례적인 바와 같이, 제어 유닛(7)은 적어도 부분적으로 하드웨어로 및/또는 적어도 부분적으로 소프트웨어로 구성될 수 있다. 제어 유닛(7)의 모든 기계 제어 기능을 설명하기 위해 순전히 상징적으로 그리고 대표적인 방식으로 표시되는 것은 제어 유닛(7)에서 주조 주형(1), 주조 피스톤(3) 및 차단 밸브(5)의 밸브 로드(valve rod)(5d)로 이어지는 활성화 화살표(7a, 7b, 7c)이며, 이들 기계 구성 요소에 속하는 제어 기능들이 본 실시 예의 경우에서 주요 관심사이다. 단순화를 위해, 제어 유닛(7)의 개략도는 도 1에만 존재한다. 대조적으로, 도 3 내지 10 및 12 내지 14에서는 생략된다.
아래에서 더 자세히 언급되지 않는 한, 제어 유닛(7) 및 언급된 나머지 기계 구성 요소들은 그 자체로 통상적이고 통상의 기술자에게 친숙한 구조를 가지며, 따라서 여기서 더 이상의 설명이 필요하지 않다. 표시된 실시 예에서 예를 들어 도 1에서 볼 수 있듯이, 주조 챔버(2)는 이와 관련하여 통상적인 주조 유닛(casting unit)의 주조 용기(casting container)(8)에 형성되고, 주조 용기(8)는 주조 작업 동안 통상적인 용융물 용기(melt container)(10)에 위치한 용융물 조(melt bath)(9)에 담겨진다.
도시된 예에서, 차단 밸브(5)는 밸브 하우징 본체(valve housing body)(5a)에 의해 주조 용기(8)에 유지된다. 밸브 하우징 본체(5a)에는 주조 용기(8)의 다른 위치에 대안으로서 용융물 입구 채널(4)을 위한 내입(ingress)(4a) 형태의 하나 이상의 입구 개구(inlet opening)가 있다. 즉, 용융 재료(melt material)(14)가 내입(4a)을 용융물 조(9)로부터 용융물 입구 채널(4)로 유입될 수 있다. 차단 밸브(5)는 특히 용융물 입구 채널(4)에 고정 밸브 시트(fixed valve seat)(5b) 및 이동식 밸브 폐쇄 본체(moveable valve closing body)(5c)를 구비하여 위치한다. 도시된 예에서, 밸브 폐쇄 몸체(5c)는 밸브로드(valve rod)(5d)에 의해서 밸브 시트(5b)에 대해 축 방향으로 안착되도록 그리고 반대로 멀어지도록 이동되어 차단 밸브(5)를 각각 폐쇄(close) 및 개방(open)하여 즉, 차단 밸브(5)를 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같은 열린 위치(open position) VO와 도 3에 도시된 바와 같은 폐쇄 위치(closed position) VS 사이에서 전환한다. 이 점에서 밸브 구성 및/또는 작동 상황에 따라 개방 위치 VO는 밸브의 완전 개방 위치 또는 부분 개방 위치가 될 수 있다. 도시되지 않은 대안적인 실시 예에서, 차단 밸브(5)는 그 자체로 공지된 바와 같이 주조 피스톤(3)에 마련되며, 이 경우에 용융물 입구 채널(4)은 주조 피스톤(3)을 통해 이어지며, 특히 이를 통과해 이어진다.
도 1, 3 내지 10 및 12 내지 14의 기계 구성에서, 이미 언급한 바와 같이, 차단 밸브(5), 즉 차단 제어 밸브(5S)의 전환 이동(switch movement)은 예를 들어 선택적인(optional) 밸브 액추에이터(16)에 의해 제어 유닛(7)에 의해 수행된다. 도 16의 기계 구성에서, 차단 밸브(5), 즉 역류 방지 밸브(5R)의 전환 이동은 주조 챔버(2)의 용융물 압력에 따라 수행되며, 역류 방지 밸브(5R)는 종래 유형의 예압 유닛(preloading unit)(17)에 의해 폐쇄 위치 VS로 바이어스된다(biased). 대응하는 용융물 음압(melt negative pressure)이 주조 챔버(2)에 존재할 때, 역류 방지 밸브(5R)는 예압 유닛(17)의 예압력(preload force)에 대항하는 이 음압에 의해 폐쇄 위치 VS에서 개방 위치 VO로 이동된다. 용융 음압이 더 이상 존재하지 않으면, 역류 방지 밸브(5R)는 예압 유닛(17)의 작용에 의해 자동으로 폐쇄 위치 VS로 복귀한다. 예압 유닛(17)은 예를 들어 상응하게 설계되고 배열된 압축 또는 인장(tension) 스프링과 같은 예압 스프링에 의해 구현될 수 있고, 도 16의 예압 유닛(17)은 순전히 예로서 그리고 인장 스프링의 예시에 의해 개략적으로 표현된다.
용융물 출구 채널(6)은 통상적인 방식으로 주조 용기(8)에 형성된 상승 채널 영역(riser-channel region) 및/또는 상승 튜브 부분(riser-tube portion)(6a)을 통해 주조 챔버(2)로부터 나온 다음 마우스피스 본체(mouthpiece body)(6b)를 통해 주형(1) 영역으로 계속된다. 이러한 목적을 위해, 마찬가지로 종래의 방식으로, 마우스피스 본체(6b)는 입구 측에서 마우스피스 부착물(mouthpiece attachment)(11)에 결합되며, 이를 통해 상승-튜브 부분(6a)이 주조 용기(8)로부터 개방되고, 출구 측에서 주형 공동(mould cavity)(13)의 전방의 고정 주형 반쪽(1a)의 게이팅 콘(gating cone)(12) 영역으로 이어지는데, 이 게이팅 콘(12)은 주조 주형(1)이 닫힐 때 두 개의 주형 반쪽(1a, 1b)에 의해 형성되고 생산된 주조품(cast part)에 의존적으로 설계된다.
도 2는 다이캐스팅 기계의 작동 시작시, 즉 원하는 수의 동일한 주조품을 주조하기 위한 목적으로 일련의 대응하는 수의 주조 공정(casting process) 또는 주조 사이클(casting cycle)에서 기계를 작동한 후 예시적인 실시 예 변형에서 본 발명에 따른 작동 방법을 도시한다. 도 1 및 3 내지 10은 도 2의 실시 예 변형에 따른 작동 동안 상이한 작동 단계에 있는 기계를 개략적으로 도시한다. 이 점에서, 도 3 내지 10의 기계는 도 1의 실시 예에서 단순함을 위해서만 도시된다. 그러나 아래의 관련 설명은 달리 언급하지 않는 한 도 16의 기계 구성에 대해 동일한 방식으로 적용된다.
도 2의 초기 작동 단계(initial operating stage)(B1)에서, 기계는 작동 시작에서 기본 상태에 있다. 도 1은 기본 상태에서 여전히 열려있는(개방 상태의) 주조 주형(1)이 이미 폐쇄 상태로 표시된 것을 제외하고는 이 작동 단계(B1)의 기계를 도시한다. 따라서 주조 피스톤(3)은 작동 시작 위치(operating starting position)(BS)에 위치한다. 차단 밸브(5)는 여전히 열려 있고(개방 상태), 따라서 용융 재료(14)는 용융 재료(14)는 또한 용융물 조(9)의 용융물 조 레벨(9a)의 높이 까지 모든 곳에 존재한다. 특히, 용융 재료(14)는 또한 용융물 조 레벨(9a)에 대응하는 동일한 용융물 레벨(SH)에서 용융물 출구 채널(6)에 위치하며, 용융 재료(14)는 예를 들어 상승-채널 부분(6a)의 중앙(central) 또는 전방 영역(front region)까지 연장되나 아직 마우스피스 본체(6b)까지 연장되지 않는다.
도 2의 후속 작동 단계(B2)에서, 첫 번째 주조 사이클이 시작되고, 이를 위해 연관된 주형 충진 단계(mould-filling phase)가 수행된다. 이를 위해, 먼저 주조 주형(1)이 닫히고(폐쇄되고), 차단 밸브(5)가 개방 위치(VO)에서 폐쇄 위치(VS)로 이동되고 및/또는 폐쇄 위치(VS)로 유지되며, 이는 차단 제어 밸브가 제어 유닛(7)에 의해 제어되는 차단 제어 밸브(5S) 또는 예압 유닛(17)에 의해 자동으로 제어되는 역류 방지 밸브(5R)인지에 무관하다. 도 3은 이 시점에서 기계를 도시한다. 그 후, 주조 피스톤(3)은 작동 시작 위치(operating start position)(BS)에서 충진 종료 위치(filling end position)(FP)로 전전하고(advanced), 즉 도 1, 3 내지 10 및 12 내지 14에서 각각 아래쪽으로 이동하고, 그 결과 용융 재료(14)가 가압되어 주조 챔버(2)에서 용융물 출구 채널(6)을 거쳐 주조 주형(1)으로 들어간다. 주조 피스톤(3)의 전진 운동(advancing movement)은 대응하는 도면에서 연관된 이동 방향 화살표 GV에 의해 상징적으로 표시된다. 용융물 출구 채널(6)의 용융물 유동은 도 4에서 해당 유동 화살표로 상징적으로 표시된다. 도 4는 이 주형 충진 단계의 마지막에 있는 기계를 보여 주며, 알려진 방식으로 후속 단계 혹은 압력 유지 단계로 알려진 것을 포함할 수 있는데, 이때 추가의 증가된 후속 또는 압력 유지가 주형(1)의 용융 재료(14)에 가해진다,
도 2의 작동 단계(B3)에서, 주형 충진 단계가 종료되고 재충진 단계(refilling phase) 및/또는 피스톤 복귀 단계(piston return phase)가 뒤따른다. 이를 위해, 차단 밸브(5)는 폐쇄 위치(VS)에서 개방 위치(VO)로 전환되고, 주조 피스톤(3)은 충진 종료 위치(FP)에서 벗어나 후진, 즉 관련 도면에서 위쪽으로 이동한다. 차단 밸브(5)의 전환은 차단 제어 밸브(5S)의 경우 제어 유닛(7)에 의해 제어되고, 역류 방지 밸브(5R)의 경우 주조 피스톤(3)의 복귀 운동(return movement)으로 인해 주조 챔버(2)에서 생성되는 용융물 음압에 의해 제어된다. 기계 유형에 따라 당연하게 주조 피스톤(3)의 전진 또는 복귀 운동은 도시된 예에서와같이 수직 방향이 아니라 수직 방향에 대해 수직 또는 기울어질 수 있음을 이해할 것이다. 주조 주형(1)은 초기에는 폐쇄된 상태를 유지하고 용융 재료(4)가 주형 공동(13)에서 냉각되는 기간인 이른바 냉각 시간(cooling time)이 지나면 용융 재료(14)는 응고되어 원하는 주조품(15)을 형성한다. 주조 피스톤(3)의 복귀 운동은 용융 재료(14)를 용융물 조(9)에서 흡입하여 용융물 입구 채널(4)을 통해 주조 챔버(2)에 용융 재료(14)를 재충진한다. 도 5 및 6은 각각 재충진 단계의 초기 시점 및 다소 늦은 시점의 기계를 도시한다. 재충진 단계에서, 용융물 조(9)로부터의 용융 재료(14)가 대응하는 흐름 화살표로 도시된 바와 같이 주조 챔버(2)를 다시 채운다. 주조 피스톤(3)의 복귀 운동은 연관된 이동 방향 화살표 GR에 의해 대응하는 도면에서 상징적으로 표현된다.
도 2의 작동 단계(B4)에서, 용융물 조(9)로부터 용융물 입구 채널(4)을 통해 용융 재료(14)로 주조 챔버(2)의 재충진은 차단 밸브(5)를 개방 위치(VO)에서 폐쇄 위치(VS)로 전환함으로써 종료된다. 차단 제어 밸브(5S)의 경우, 이는 제어 유닛(7)에 의해 야기된다. 역류 방지 밸브(5R)의 경우, 이는 주조 피스톤(3)의 복귀 운동을 정지시킴으로써 그래서 주조 챔버(2)에서 더는 용융물 음압이 생성되지 않음으로써 야기되며 그 결과 역류 방지 밸브(5R)가 예압 유닛(17)에 의해 폐쇄 위치(VS)로 자동 복귀한다. 이 시점에서 주조 피스톤(3)은 대응하는 밸브 반전 위치(valve reversal position) 및/또는 밸브 전환 위치(VU)에 위치한다. 주조 피스톤(3)은 바람직하게는 정지 기간(halt period) 동안 거기에 유지되며, 그 시간적 지속 시간은 특히 정지 기간이 경과했을 때 차단 밸브(5)가 폐쇄 위치(VS)에 도달하는 방식으로 적절하게 미리 정의될 수 있다. 선택적으로, 이와 관련하여 차단 밸브(5)의 개방 위치(VO)로부터 폐쇄 위치(VS)로의 전환 기간에 대응하는 정지 기간을 선택하거나 차단 밸브(5)가 폐쇄 위치(VS)에 도달한 시기를 모니터링하고 이어서 정지 기간을 종료하거나 주조 피스톤(3)을 계속 이동하는 것도 가능하다. 도 7은 이 시점의 기계를 도시한다. 한편, 주조품(15)을 형성하기 위한 주조 주형(1) 내의 용융 재료(14)의 냉각 시간은 계속된다.
정지 기간이 경과하거나 밸브 전환 위치(VU)를 통과한 후 또는 차단 밸브(5)가 폐쇄된 후, 도 2의 작동 단계(B5)에서 주조 피스톤(3)은, 후속 두 번째 주조 공정을 위한 주조 시작 위치(GS)로 다시 후진하며 그 결과로 용융물 역 흡입(back-suctioning) 공정이 시작된다. 주조 시작 위치(GS)는 주조 피스톤(3)의 초기 작동 시작 위치(BS)와 동일할 수 있거나, 제한적으로 다를 수 있다. 도 8은 밸브 전환 위치(VU)를 넘어서 또는 밸브 전환 위치(VU)를 벗어나는 주조 피스톤(3)의 이러한 복귀 운동 동안 주조 피스톤(3)의 중간 위치(ZS)에 있는 기계를 도시한다.
이와 관련하여, 차단 제어 밸브(5S)를 갖는 실시 예의 경우, 폐쇄 위치(VS)에서 제어된 방식으로 유지되고, 주조 주형(1)은 아직 개방되지 않았으며, 그 결과 주조 피스톤(3)의 추가 복귀 운동은 주조 챔버(2)를 경유하여 용융물 출구 채널(6)에 흡입 효과를 가져온다. 이는 용융 재료(14)가 용융물 출구 채널(6)의 전방에 있는 출구(exit)로부터, 예를 들어 구체적으로 도 8에 역 흡입 화살표(14a)로 표시된 바와 같이 마우스피스 본체(6b)로부터 이미 다소 뒤로 당겨진다는 점에서 게이팅 콘(12) 영역에 음압을 생성한다.
역류 방지 밸브(5R)를 갖는 실시 예의 경우, 차단 제어 밸브(5S)를 갖는 실시 예에서 선택되고 작동 단계(B5)와 관련하여도 2에 표시된 상술한 절차와 다른 한에 있어서는, 주조 피스톤(3)의 추가 복귀 운동 전 시간에서, 주조 주형(1)은 적어도 미리 정의된 범위만큼 개방되고, 냉각 시간이 경과하거나 그 종료를 기다린다. 그 결과, 용융물 출구 채널(6)은 더 이상 주조 주형(1) 측면에 외부 대기에 대하여 기밀 방식으로 밀봉되지 않으며, 이는 주조 피스톤(3)의 추가 복귀 운동 동안에 용융물 음압이 더 이상 주조 챔버(2)에 축적되지 않는 결과를 초래한다. 따라서 역류 방지 밸브(5R)는 폐쇄 위치(VS)에 유지된다. 대신에, 특히 마우스피스 본체(6b)의 전방 영역(front region)에 있는 용융 재료(14)는 게이팅 콘(12)의 영역으로부터 더 멀리 뒤로 당겨진다. 즉, 용융물 출구 채널(6)의 최 전방(가장 먼 앞쪽), 출구 측 영역으로부터 용융 재료의 제한된 역 흡입이 발생하여 게이팅 콘(12)의 영역에서 용융물 방울(melt droplet)이 형성되는 것을 방지한다.
밸브 전환 위치(VU)에서 주조 시작 위치(GS) 로의 주조 피스톤(3)의 추가 복귀 운동은 바람직하게는 주조 피스톤(3)이 이전에 충진 종료 위치(FP)에서 밸브 전화 위치(VU)로의 후방 이동했던 피스톤 속도보다 현저하게 낮은 피스톤 속도에서 발생하는 것이 바람직하다.
주조 피스톤(3)의 밸브 전환 위치(VU)와 주조 시작 위치(GS) 간의 스트로크 거리(stroke distance)는 용융물 출구 채널(6)에서 용융 재료(14)의 역 흡입 정도를 결정하며, 선택적으로 이러한 스트로크 거리는 가변적으로 사전 정의되거나 사용자가 설정할 수 있다.
도시된 예에서, 용융물 조(9)로부터 용융 재료(14)로 주조 챔버(2)의 재충진을 종료하기 위해 차단 밸브(5)를 폐쇄 위치(VS)로 전환하는 시점이 밸브 전환 위치(VU)에 도달한 주조 피스톤(3)에 결합하였지만, 대안적인 실시 예에서 이 밸브 전환은 다른 방식으로 트리거될 수 있으며 예를 들어 충진 종료 위치(FP)로부터 주조 피스톤(3)의 복귀 운동이 시작된 이후 일정 시간이 경과 한 후에 트리거 될 수 있다.
도 2의 작동 단계(B6)에서, 주조 피스톤(3)의 복귀 운동은 주조 시작 위치(GS)에 도달한 후에 종료된다. 한편, 차단 제어 밸브(5S)가 있는 변형 실시 예의 경우에도 주형(1)에서 성형된 주조품(15)의 완전한 응고를 위한 냉각 시간이 경과 한 경우이며, 따라서 이 변형 실시 예에서, 도 2의 후속 작동 단계(B7)에서, 이 작동 시간에서 기계를 나타내는 도 9에 도시된 바와 같이, 가동 주형 반쪽(1b)의 대응하는 개방 운동에 의해 주조 주형(1)의 개방의 시작이 가능하다. 주형(1)의 개방은 차단 제어 밸브(5S)를 사용하는 변형 실시 예에서 이전에 생성된 역 흡입 음압을 게이팅 콘(12)의 영역에서 즉시 방출할 수 있게 하여 그 결과 용융 재료(14)가 마우스피스 본체(6b)의 전방 영역에 구체적으로 도시된 예에서 용융 출구 채널(6)의 전방 영역에 있어서 게이팅 콘(12)의 영역으로부터 더 멀리 뒤로 당겨진다. 뒤로 당겨짐(drawing back)은 즉 출구 측으로부터 용융물 출구 채널(6)의 가장 먼 전방으로 용융 재료(14)의 제한된 재 흡입은 역류 방지 밸브(5R)와 관련한 변형 실시 예에서 설명한 바와 같이 게이팅 콘(12)의 영역에서 용융물 방울의 형성을 방지한다. 두 변형 실시 예 모두에서, 주형(1)이 완전히 개방된 후에 각각의 경우에 형성된 주조품(15)을 제거하는 것이 가능하다.
도 9는 용융물 출구 채널(6)의 전방 영역에서 재 흡입된 용융 재료가 주형(1) 및 게이팅 콘(12)에 남아있는 응고되거나 부분 응고된 용융 재료로부터 분리되는 용융 지점(melting-away point) 또는 용융물 출구 채널의 출구 또는 게이팅 콘(12)의 영역에서 원하는, 충분한 거리(AS)를 유지하는 재 흡입 지점(RP) 까지 존재하는 용융 재료(14)의 예를 도시한다. 이것은 상기 방울 형성을 확실하게 방지하게 하며, 거리(AS)는 도 9에서 단지 명료함을 위해 과장되고 실제 크기로 표시되지는 않았다. 상기 거리(AS)는 게이팅 콘(12)으로부터 대략 5 mm 내지 100 mm, 특히 예를 들어 대략 10mm 내지 대략 50mm, 바람직하게 대략 30mm 내지 대략 40nm 이며, 요구 사항, 용융 재료의 점도 및/또는 기계의 시스템 구성에 따라 특히 주조 피스톤, 상승 보어(rising bore) 및 마우스피스 본체의 직경에 따라 다르다. 대안으로서, 상기 거리(AS)는 또한 더 길 수 있으며, 여기서 상기 거리(AS)가 더 길어 질수록, 다음 주조 사이클의 시작 전에 더 많은 공기가 용융물 출구 채널(6)의 출구 측 영역에 존재한다.
그러나 어떠한 경우에도, 용융물 출구 채널(6)은 용융물 조(9)의 용융물 조 레벨(9a) 보다 높은 높이에서 용융 재료(14)로 채워진 채로 있고, 그 결과 도 3에 도시된 바와 같은 작동 시작 후의 첫 번째 주조 사이클에서와 같이 다음 주조 사이클에서 용융물 출구 채널(6) 내에 용융 재료(14)가 용융물 조 레벨(9a)로부터 미리 전진(제공)될 필요가 없고, 그렇지 않아도 용융물 출구 채널(6)의 용융물 레벨(SH)은 다음 주조 사이클의 시작에서의 용융물 조 레벨(9a)보다 상당히 높은 레벨이며, 용융 재료(14)는 바람직하게는 용융물 출구 채널(6)의 전방 영역에서 이미 사용가능하다. 이러한 방식으로, 첫 번째 주조 사이클은 도 2의 작동 단계(B7) 후에 종료된다.
이어지는, 두 번째 주조 사이클을 수행하기 위해, 주형(1)은 도 2의 작동 단계(B8)에서 닫히고 주조 피스톤(3)은 주조 시작 위치(GS)에서 충진 종료 위치(FP)로 이동되어 다시 용융물 출구 채널(6)을 통해 주조 챔버(2)에서 용융 재료(14)를 닫힌 주형(1)으로 가압한다. 도 10은 도 4에 도시된 첫 번째 주조 사이클의 주형 충진 단계의 종료 시에 대응하는 두 번째 주조 사이클의 주형 충진 단계가 끝날 때의 기계를 도시한다.
도 10의 비교하는 방식으로 도시된 바와 같이, 두 번째 주조 사이클에서 주조 시작 위치(GS)로부터 충진 종료 위치(FP)까지의 주조 피스톤(3)의 축 방향 운동 스트로크는 주조 피스톤(3)을 작동 시작 위치(BS)에서 충진 종료 위치(FP)까지의 주조 피스톤(3)의 전진을 위한 운동보다 작으며, 이는 두 번째 주조 사이클에서는 용융 재료(14)가 이미 용융물 출구 채널(6)에서 용융물 조 레벨(9a)보다 상당히 높은 위치에 이미 존재하고 있기 때문이다. 즉, 도 10에 개략적으로 도시된 바와 같이, 두 번째 주조 사이클에서 충진 종료 위치(FP)는 주조 챔버(2)의 위치에 대해 말단 위치(end position)(FP2)에 위치하며 이 끝 위치(FP2)는 첫 번째 주조 사이클에서 주조 피스톤(3)의 충진 종료 위치(FP)로 간주되는 말단 위치(FP1) 보다 도 10에서 한층 더 뒤인 즉 한층 더 위쪽이다.
다르게 표현하면, 기계의 대응하는 활성 동작 간격의 두 번째 주조 사이클 및 그 이후의 주조 사이클에서 충진 종료 위치(FP)와 주조 시작 위치(GS) 사이의 스트로크 거리 HA = FP-GS = FP2-GS는, 첫 번째 주조 사이클에서 충진 종료 위치(FP)와 작동 시작 위치(GS) 사이의 해당 스트로크 거리 HA = FP-BS = FP1-BS 보다 적으며, 그 차이는 첫 번째 주조 사이클 이후 및 두 번째 주조 사이클 이전에 용융물 조 레벨(9a) 보다 높이 용융물 출구 채널(6)에 존재하는 용융 재료(14)의 양에 의해 결정된다. 스트로크 차이는 도 10에서 두 번째 주조 사이클 이후 충진 종료 위치(FP2)에 대한 첫 번째 주조 사이클 이후 충진 종료 위치(FP1)의 대응하는 스트로크 편차(stroke deviation) HD=FP1-FP2에 의해 도시되어 있다. 두 번째 주조 사이클 및 그 이후의 추가 주조 사이클에 대한 이 스트로크 길이의 단축은 예를 들어 기계 유형 및 생산될 주조품(15)에 따라 최대 30% 또는 최대 50% 이상일 수 있다.
주조 피스톤(3)이 주형 충진 단계 동안 이동해야 하는 이러한 스트로크 길이의 단축은 이에 따라 사이클 시간을 단축하게 하며, 즉 두 번째 및 그 이후의 추가 주조 사이클에 대한 각 주조 사이클의 지속 시간을 단축하게 하며, 작동 간격 내, 예를 들어 최대 5% 또는 10 %까지 단축하게 한다. 더욱이, 주조 사이클들 사이에서 용융물 조 레벨(9a) 위쪽에 위치하는 용융물 출구 채널(6)에 남아있는 용융 재료(14)로 인해, 용융물 출구 채널(6)의 출구 측 부분에서 공기 분율(air fraction)이 감소하고 그 결과 주조품에 포함되는 공기도 감소되어 주조품의 품질에 도움이 된다. 또한, 주조 피스톤 스트로크가 짧아지면 주조 챔버 내에서 주조 피스톤 운동으로 인해 발생하는 주조 피스톤 및 주조 챔버의 마모를 줄일 수 있다.
이후, 두 번째 주조 사이클의 주형 충진 단계 및 후속 재충진 단계는 참조 될 수 있는 첫 번째 주조 사이클에 대해 위에서 설명한 것과 동일한 방식으로 진행된다. 이것은 도 2에서 작동 단계(B8)에서 작동 단계(B3)으로 돌아가는 화살표로 표시된다.
차단 밸브(5)로서 차단 제어 밸브(5S)를 갖는 예시적인 실시 예에서, 주조 피스톤(3)이 다음 주조 사이클을 위해 주조 시작 위치(GS)에 도달할 때까지 주조 주형(1)은 전체 재충진 단계 동안 해당 절차에서 폐쇄(닫힌) 상태로 유지된다. 주형(1)이 이 시점에서만 개방된다는 사실은 언급된 순간적인 역 흡입 효과로 이어진다. 대안적인 절차에서, 주조 주형(1)은 더 일찍 개방될 수 있고, 그 결과 역 흡입 효과가 시간 측면에서 보다 균일하게 구성 및/또는 약화될 수 있다. 이와 관련하여, 대응하는 작동 변형들에서, 주조 주형(1)은, 적어도 용융물 조(9)로부터 용융 재료(14)로 주조 챔버(2)를 다시 채울 목적으로 차단 제어 밸브(5S)가 여전히 열려있는 한 폐쇄된 상태로 유지된다. 주조 피스톤(3)이 밸브 전환 위치(VU)에 도달하고 차단 제어 밸브(5)가 폐쇄되면, 요구 사항에 따라 주조 주형(1)은, 밸브 전환 위치(VU)에서 주조 시작 위치(GS)로 주조 피스톤(3)의 추가 복귀 운동 시점 이전 또는 이후 시점에서 개방된다. 주형(1)의 개방이 시작되자마자, 더 많은 공기가 용융물 출구 채널(6)의 출구를 통해 용융물 출구 채널(6)의 전방 영역으로 통과할 수 있으며, 그 결과 그곳에서 음압 효과가 약화 및/또는 완화될 수 있다.
다른 작동 변형 실시 예에서, 주조 피스톤(3)은 밸브 전환 위치(VU)에 유지되고, 냉각 시간이 경과 한 후에 주조 주형(1)의 개방이 시작된다. 주조 주형(1)이 열리자마자, 예를 들어 가변적 또는 영구적인 방식으로 미리 정의될 수 있는 결정된 주조 피스톤 촉발 주형 개방 위치에 도달한다. 가동 주형 반쪽(1b)이 대응하는 미리 정의된 이동 길이만큼 고정 주형 반쪽(1a)으로부터 멀어지면, 주조 피스톤(3)은 밸브 전환 위치(VU)에서 주조 시작 위치(GS)로 더 뒤로 이동된다. 이와 관련하여, 주조-피스톤-촉발 주형 개방 위치는, 게이팅 콘(12) 또는 마우스피스 노즐을 통해 용융물 출구 채널(6)에서 공기의 진입이 가능하도록 선택된다. 이것은 그 후, 음압의 갑작스런 저하 없이 시간에 따라 비교적 균질한 변화로 용융물 출구 채널(6)의 영역, 가장 먼 전방에서 용융 재료(14)의 역 흡입을 초래할 수 있다. 이 작동 변형 예는 예를 들어, 특히 차단 밸브(5)로서 역류 방지 밸브(5R)이 있는 도 16의 기계 변형에 대해서도 마찬가지이다. 그런 다음, 주형(1)이 이러한 방식으로 공기가 용융물 출구 채널로 유입되기에 충분할 정도로 개방되자마자, 주조 피스톤(3)의 추가 복귀 운동에 의한 용융 음압은 주조 챔버(2)에서 더 이상 생성되지 않고, 역류 방지 밸브(5R)는 예압 유닛(17)의 작용에 의해 폐쇄 위치(VS)에 자동으로 유지된다.
도 11은 다른 유리한 변형 실시 예들에서 본 발명에 따른 다이캐스팅 기계를 작동하기 위한 방법을 도시하며, 이는 특히 기계 작동 시작 후 각각의 첫 번째 주조 사이클의 성능과 관련되며, 주로 차단 밸브(5)로서 차단 제어 밸브(5S)를 사용하는 기계 변형 실시예에 적합하다. 이 목적을 위해 이 작동 변형 실시 예는 도 2의 초기 작동 단계(B1)에 따라 작동 시작시 기계의 기본 상태에서 다시 진행된다. 도 2의 작동 변형 실시 예와 대조적으로, 도 11의 작동 변형 실시 예에서, 작동 시작 주조 공정, 즉 초기 사전 충진 단계가 주형 충진 단계의 업스트림(upstream)에서 수행되는 특정 첫 번째 주조 사이클이 수행된다.
이를 위해, 도 11의 작동 단계(B2a)에서, 이 초기 사전 충진 단계는, 차단 제어 밸브(5)가 폐쇄되고 주형(1)이 폐쇄된 이후에, 주조 피스톤(3)이 작동 시작 위치(BS)에서 도 12에 도시된 초기 사전 충진 위치(VP)까지만 전진함으로써 시작되며, 도 12는 이 작동 단계(B2a) 동안의 기계를 도시한다. 그 결과, 용융물 출구 채널(6)은 마우스피스 본체(6b) 또는 용융물 출구 채널(6)의 전방 영역에서 바람직하게는 사전 충진 지점(pre-fill point)(VA)까지, 용융물 조(9)의 용융물 조 레벨(9a) 보다 높이에서 용융 재료(14)로 사전 충진되며, 그 결과 사전-충진 지점(VA)은 게이팅 콘(12)으로부터 또는 용융물 출구 채널(6)의 출구로부터 주형(1) 안으로 상대적으로 작은 거리(DS)에 있다. 이 거리(DS)는 대략 역 흡입 지점(RP)과 주형(1) 내로의 용융물 출구 채널(6)의 출구 사이의 거리(AS)에 대략 대응하며, 예를 들어 도 2의 작동 변형 실시 예에서 설명한 용융물 출구 채널(6)에서 용융 재료(14)의 재 흡입 이후에 그리고 도 9에 도시된 바와 같이 존재한다.
그 후, 도 11의 작동 단계(B2b)에서, 주형 공동(13) 내의 압축된 공기로 인해 사전 충진 공정의 결과로 형성된 초과 압력이 줄어들 때까지, 사전 정의 가능한 특정 시간이 유지된다. 그런 다음, 도 11의 작동 단계(B2c)에서, 차단 제어 밸브(5)는 폐쇄 위치(VS)에서 개방 위치(OS)로 반전되고, 주조 피스톤(3)은 사전 충진 위치(VP)에서 주조 시작 위치(GS)로 되돌아간다. 그 결과, 용융 재료는 도 13에서 흐름 화살표로 설명되는 바와 같이, 용융물 입구 채널(4)을 통해 용융물 조(9)로부터 주조 챔버(2)로 빨려들어가거나 주조 챔버(2)를 다시 채우며, 도 13은 주조 피스톤(3)이 다시 주조 시작 위치(GS)에 도달한 작동 단계(B2c)의 종료시의 기계를 도시한다.
이 같은 용융물 재충전 공정은 용융물 출구 채널(6)에서 용융 재료(14)의 특정 추가 역 흡입을 수반할 수 있는데, 이는 일정한 양의 공기가 폐쇄된 주형(1)에도 존재하고 주형(1)도 완전히 기밀(airtight)하지 않을 수 있기 때문이다. 그 결과, 사전 충진 지점(VA)(용융물 출구 채널(6)에서 이 지점까지 용융 물질(14)이 사전 충진되어 존재)이 이에 따라 관련 역류 화살표에 의해 도 13에 도시 된 바와 같이 후방으로 다소 변위 될 수 있고, 사전 충진 지점(VA)이 도 12와 비교하여 마우스피스 본체(6b)에서 더 후방에 위치한다. 그럼에도 불구하고, 용융 재료(14)는 용융물 조(9)의 용융물 조 레벨(9a) 보다 상당히 더 높은 레벨에서 용융물 출구 채널(6)에서 용융물 출구 채널의 전방 영역 멀리까지 미리 충진된 상태로 유지된다.
원칙적으로, 역류 방지 밸브(5R)를 차단 밸브(5)로 하는 기계 변형 실시 예에 대해서도 유사한 사전 충진 공정이 가능하다. 이 경우, 역류 방지 밸브(5R)는 주조 챔버(2) 내의 용융물 압력에 의해 폐쇄 상태로 유지되는 반면 주조 피스톤(3)은 작동 시작 위치(BS)에서 사전 충진 위치(VP)로 전진한다. 상기 언급된 바와 같이, 후속적으로 작동 단계(B2b)에서 초과 압력의 적절한 감소를 위한 준비가 이루어질 때, 그리고 나서 용융물 출구 채널(6)의 활성화 가능한 폐쇄 및/또는 주조 피스톤(3)의 충분히 빠른 복귀 운동에 의해 용융물 출구 채널(6)에서 용융 재료의 역 흡입이 충분히 방해되거나 느려질 수 있도록 준비가 될 때, 사전 충진 위치(VP)에서 주조 시작 위치(GS) 로의 주조 피스톤(3)의 복귀 운동은 역류 방지 밸브(5R)를 개방하기에 충분한 음압을 주조 챔버(2)에 생성할 수 있으며, 이 경우에도 용융 재료가 용융물 입구 채널(4)을 통해 용융물 조(9)로부터 주조 챔버(2) 안으로 빨려들어가거나 주조 챔버(2)를 다시 채울 수 있다.
이 초기 사전 충진 단계가 종료된 후, 첫 번째 주조 사이클의 주형 충진 단계는 도 11의 작동 단계(B2d)에 따라 수행된다. 이를 위해 차단 제어 밸브(5)는 폐쇄 위치(VS)로 다시 돌아가고 또는 역류 방지 밸브(5R)는 주조 챔버(2)의 용융물 음압이 떨어진 후 자동으로 폐쇄되며, 주조 피스톤(3)은 주조 시작 위치(GS)에서 충진 종료 위치(FP)로 전진하고, 그 결과 용융 재료(14)는 다시 용융물 출구 채널(6)을 통해 주조 챔버(2)로부터 주조 주형(1), 특히 주조 공동(13)으로 가압된다.
도 2에 도시된 작동 변형 실시 예에서와 같이 사전 충진이 없는 첫 번째 주조 사이클과 비교하여, 초기 사전 충진으로 인해 충진 종료 위치(FP)와 첫 번째 주조 사이클의 이 주형 충진 단계에 대한 작동 시작 위치(BS) 사이의 스트로크 거리 HA = FP-BS 가 짧아지게 된다. 첫 번째 주조 사이클에 대한 이러한 스트로크 단축은 위에서 설명한 스트로크 단축과 유사하게 달성되며, 이는 도 2의 작동 변형 실시 예에서 주조 시작 위치(GS)에 도달하기 이전에 그리고 주조 시작 위치(GS) 로의 주조 피스톤(3)의 추가 복귀 운동 이전에 선행한 주조 사이클의 재충진 단계에서 차단 제어 밸브의 조기 폐쇄에 의해 추가 주조 사이클에 대해서만 달성된다. 도 14는 첫 번째 주조 사이클의 주형 충진 단계의 종료 시의 이 작동 단계(B2d)에 있는 기계를 보여주며, 이때, 스트로크 편차 HD1 = FP1-FP1V에 의한 사전 충진 없이 도 2의 작동 변형 실시 예에 대한 첫 번째 주조 사이클에서 충진 종료 위치(EP1) 뒤에 위치하는 초기 사전 충진 단계를 갖는 변형 실시 예에 대해 충진 종료 위치(FP)가 위치(FP1V)로 단축된다. 즉, 이 작동 변형 실시 예에서 이 사전 충진 조치의 결과로 사전 충전 없이 도 2의 작동 변형 실시 예와 비교하여 첫 번째 주조주기 동안 이미 주형 충진 작업을 수행하기 위한 주조 스트로크가 단축된다.
결과적으로, 도 11의 작동 변형 실시 예에서, 두 번째 주조 사이클에서 스트로크의 단축 및 도 2의 작동 변형 실시 예에서의 추가 주조 사이클과 관련하여 위에서 언급한 특성 및 이점은 이미 도 11의 작동 변형 실시 예의 첫 번째 주조 사이클에서 달성된다.
첫 번째 주조 사이클의 추가 진행은 거기의 작동 단계(B3)와는 별개로 도 2의 작동 변형 실시 예의 진행에 대응할 수 있다. 대안으로서, 도 11의 작동 변형 실시 예에서 첫 번째 주조 사이클은 임의의 원하는 종래의 작동 방법에 따라 계속 될 수 있다.
도 15는 두 번째 주조 사이클 및 추가 주조 사이클의 성능 측면에서 도 2의 작동 방법의 유리한 변형 실시 예를 예시한다. 이 방법 변형 실시 예에서 두 번째 주조 사이클의 각 주형 충진 단계에는 사전 충진 단계를 포함한다. 이와 관련하여, 작동 단계(B7)의 끝에서의 작동 상황은 도 9에서 설명된 바와 같이 진행된다. 도 2의 작동 단계(B8)에 따른 작동 변형 실시 예와는 대조적으로, 도 15의 작동 변형 실시 예에서는 작동 단계(B8a)에서 주조 피스톤(3)의 전진시, 주형(1)의 완전한 폐쇄를 기다리지 않고, 오히려 주조 피스톤(3)이 두 번째 주조를 위해 주조 시작 위치(GS)에서 사전 충진 위치(VP2)로 전진하며 이때 주형(1)은 아직 개방된 상태이며, 본 실시 예에서 이 사전 충진 위치(VP2)는 도 11의 작동 변형 실시 예 및 도 12에 도시된 예에 따른 첫 번째 주조 사이클 이전에 초기 사전 충진 단계에서의 사전 충진 위치(VP)와 구별하기 위해 주기적(cyclic) 사전 충진 위치(VP2)라고도 한다.
이러한 주기적 사전 충진은 도 2의 작동 변형 실시 예의 작동 단계(B5) 내지 작동 단계(B7)에 따라 용융물 출구 채널(6)의 출구로부터 이전에 역 흡입된 용융 재료(14)가 용융물 출구 채널(6)의 출구 방향으로 다시 전진하는 것을 가능하게 하고, 그 결과 용융물 출구 채널(6)을 더 많이 사전 충진할 수 있게 하며, 용융물 출구 채널(6)의 전방 끝단 영역(front end region)에서 아직 폐쇄되지 않은 주형(1)을 통해 공기가 방해받지 않고 빠져 나갈 수 있다.
도 15의 작동 단계(B8b)에서, 주조 피스톤(3)은 주형(1)이 완전히 폐쇄될 때까지 이 주기적 사전 충진 위치에 유지된다. 그 후, 연관된 두 번째 또는 추가 주조 사이클의 주형 충진 단계의 나머지 공정이 도 15의 작동 단계(B8c)에 따라 수행되며, 이를 위해 주조 피스톤(3)은 주기적 사전 충진 위치에서 각각 충진 종료 위치(FP) 및 충진 종료 위치(FP2)로 진행하여 사전 충진된 용융물 출구 채널(6)을 통해 주조 챔버(2)로부터 용융 재료(14)를 폐쇄된 주형(1) 또는 그 주조 공동(13)으로 가압한다. 기계의 작동 상태는 이 시점에서 도 10의 작동 상태 또는 도 2의 작동 단계(B8)의 종료에 해당한다. 즉, 도 15의 작동 변형 실시 예에서, 주형 충진 단계가 종료된 후 작동 단계(B8c)의 끝에서 재충진 단계와 도 2의 작동 단계(B3) 부터 시작하는 추가 단계들이 계속된다. 추가 주조 사이클과 두 번째 주조 사이클의 주형 충진 단계의 초기에 주기적 사전 충진은 사이클 시간과 생산된 주조품의 공기 분률을 상응하는 양 만큼 추가로 감소시킬 수 있게 한다. 상응하게 최적화된 절차에서, 도 2, 11 및 15의 작동 변형 실시 예는 조합되어 다음과 같이 효과를 나타낼 수 있다. 다이캐스팅 기계의 각 작동 간격에 대해 작동 시작시 먼저 모든 초기 사전 충진이 도 11의 변형 실시 예에 따라 용융물로 주조 챔버를 재충전하여 수행되고 그 이후 두 번째 주조 사이클 및 추가 주조 사이클들이 도 15의 변형 실시 예들에 따라 수행된다. 대안으로서, 본 발명에 따른 작동 변형 실시 예들이 가능하며, 이러한 변형 실시 예들은 작동 변형 실시 예들로서 도 11에 따른 작동 시작 후에 단지 특정 초기 사전 충진 작동 및 용융물 재충진 작동만을 사용하는 것이거나 또는 도 15에 따른 주기적 사전 충진과의 추가적인 조합과 함께 또는 추가적인 조합 없이 도 2의 작동 단계(B3) 내지 작동 단계(B8)에 따른 재 흡입 만을 사용하는 것이다.
본 발명에 따른 다이캐스팅 기계는 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 작동 방법을 수행하도록 구성된다. 특히, 이 점에서, 제어 유닛(7)은 상응하게 각각의 주조 공정을 수행하도록 구성되며, 이를 위해 제어 유닛(7)은 주조 챔버(2)의 주조 피스톤(3)을 제어하여 주조 시작 위치(GS)에서 충진 종료 위치(FP)로 전진하도록 하여 주형 충진 단계에서 용융 재료(14)를 용융물 출구 채널(6)을 통해 주조 주형(1)으로 가압하며, 이를 위해 도 1, 3 내지 10 및 12 내지 14의 실시 예에서 차단 밸브(5S)를 직접적으로 제어하여 또는 밸브 액추에이터(16)를 매개로 하여 제어하여 폐쇄 위치(VS)로 하고, 한편 도 16에 따른 기계 구성의 경우 역류 방지 밸브(5R)는 예압 유닛(17) 및 주조 챔버의 용융물 압력의 작용하에 폐쇄 위치(VS)에 자동으로 유지된다. 제어 유닛(7)은 또한 용융물 입구 채널(4)을 통해 용융 재료(14)를 주조 챔버(2)에 공급하기 위해 후속 재충진 단계 동안 주조 피스톤(3)을 제어하여 주조 시작 위치(GS)로 다시 이동하도록 하고, 이를 위해, 도 1, 3 내지 10 및 12 내지 14의 기계 구성에서 먼저 차단 제어 밸브(5S)를 개방 위치(VO)로 제어하고, 한편 도 16에 따른 기계 구성의 경우 역류 방지 밸브(5R)는 주조 챔버(2)의 음압으로 인해 개방 위치(VO)로 된다.
제어 유닛(7) 및 차단 밸브(5)는 또한 주조 피스톤(3)이 복귀 운동에 의해 주조 시작 위치(GS)에 도달하기 전에 여전히 재충진 단계에 있는 차단 밸브(5)를 폐쇄 위치(VS)로 다시 전환하도록 구성될 수 있고, 주조 피스톤(3)을 복귀 운동으로 다시 제어하여 용융물 출구 채널(6)에서 용융 재료(14)의 재 흡입하도로 구성될 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 제어 유닛(7)은 또한 작동 시작 주조 공정에서, 즉 첫 번째 주조 사이클에서, 차단 밸브(5)가 닫혀있을 때 주형 충진 단계 이전에 작동 시작 주조 공정의 사전 충진 단계 동안 주조 피스톤(3)이 주조 챔버(2)에서 작동 시작 위치(BS)에서 사전 충진 위치(VS)로 전진하도록 제어하고, 이후 차단 밸브(5)가 개방 위치(VO)로 되고 주조 피스톤(3)을 제어하여 다시 주조 시작 위치(GS)가 되도록 구성될 수 있다.
도시된 예에서와 같이, 다이캐스팅 기계는 차단 밸브(5)의 하나 이상의 측정 된 변수를 감지하기 위한 밸브 센서 유닛(18)을 선택적으로 구비한다. 밸브 센서 유닛(18)에 의해 검출된 각 측정된 변수에 대한 측정된 값들은, 차단 밸브(5)의 현재 위치에 대한 제어 피드백을 제공하기 위해, 필요에 따라 제어 유닛(7)에 제공될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로서, 측정된 값들은, 차단 밸브(5)의 현재 상태, 예를 들어 오작동 관련한 현재 상태를 진단하고 차단 밸브(5)가 유지 보수가 필요한 때를 식별하기 위해, 진단 평가에 사용될 수 있다.
요구 사항 및 사용 상황에 따라, 밸브 센서 유닛(18)은, 이미 언급한 바와 같이 다이캐스팅 기계의 전체 기계 제어 시스템 또는 이 기계 제어 시스템의 일부인 제어 유닛(7)에 대한 링크 있거나 없는 선택적인 제한 스위치들(limit switches)을 포함하여 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 밸브 센서 유닛(18)은 오류 진단을 도출하기 위해, 예를 들어 밸브 폐쇄 운동 중에 밸브 폐쇄 본체(5c)가 찢어지고 밸브 로드(valve rod)(5d)가 그 의도된 위치를 넘어서는지 여부 및/또는 밸브 폐쇄 본체(5c)가 폐쇄 위치에 실제로 도달하거나 조기에 멈춘 지 여부를 도출하기 위해, 차단 밸브 스트로크를 측정하도록 구성될 수 있다. 밸브 센서 유닛(18)은 또한 진단 모니터링을 위해 밸브 폐쇄 본체(5c)의 폐쇄 력 또는 접촉 압력 및/또는 개방 력을 측정하는 밸브 로드(5d)에 힘 센서를 선택적으로 포함할 수 있다. 전기 또는 유압 및/또는 공압 밸브 드라이브의 경우, 예를 들어 밸브 액추에이터(16)의 경우, 이러한 모니터링 목적을 위해 밸브 센서 유닛(18)은 또한 제어 유닛(7)에 대한 링크가 있는지 여부에 관계없이 종래 디자인의 유량 센서 또는 압력 센서를 포함 할 수 있다.
도시된 예시적인 실시 예 및 위에 설명된 추가의 예시적인 실시 예에 의해 명백한 바와 같이, 본 발명은 다이캐스팅 기계를 작동하기 위한 유리한 방법을 제공하여, 짧은 주조 사이클 시간, 주조품에서 더 낮은 공기 분율, 감소된 주조 피스톤 스트로크로 인한 주조 피스톤 및 주조 챔버의 낮은 마모 경향 및/또는 게이팅 콘 영역에서 용융물 방울 형성 방비를 달성할 수 있다. 본 발명은 또한 이러한 작동 방법을 수행하기에 적합한 다이캐스팅 기계를 제공하며, 이 다이캐스팅 기계는 특히 고온 챔버 유형일 수 있다.
Claims (14)
- 주조 주형(1), 주조 챔버(2), 상기 주조 챔버에서 축 방향으로 이동 가능한 방식으로 제공된 주조 피스톤(3), 상기 주소 챔버로 연결되는 용융물 입구 채널(4), 상기 용융물 입구 채널에 위치한 차단 밸브(5), 상기 주조 챔버에서 상기 주조 주형으로 연결되는 용융물 출구 채널(6)을 포함하는 다이캐스팅 기계의 작동 방법으로서:
각 주조 공정을 수행하기 위해 주형 충진 단계에서 상기 차단 밸브가 폐쇄된 상태에서 상기 주조 챔버 내의 상기 피스톤이 주조 시작 위치(GS)에서 충진 종료 위치(FP)로 전진하여 용융 재료(14)가 상기 용융물 출구 채널을 통해 상기 주조 주형으로 가압되고, 후속 재충진 단계에서 상기 주조 피스톤이 상기 주조 시작 위치로 이동하여 상기 폐쇄 밸브가 개방된 상태에서 상기 주조 챔버에 상기 용융물 유입구 채널을 통해 용융 재료가 공급되고;
상기 주조 공정의 재충진 단계에서 이전에 개방된 차단 밸브(5)가 상기 주조 피스톤(3)의 복귀 운동으로 인해 주조 시작 위치(GS)에 도달하기 전에 폐쇄되고 상기 주조 피스톤의 추가 복귀 운동으로 인해 상기 용융물 출구 채널(6)에서 용융 재료(14)가 역 흡입되는 것을 포함하는,
다이캐스팅 기계의 작동 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 재충진 단계에서, 상기 주조 피스톤은 상기 차단 밸브가 여전히 개방되어 있는 기간에서 보다 상기 차단 밸브가 폐쇄되어 있는 기간에서 더 낮은 속도로 후방으로 이동하고; 및/또는
상기 주조 공정의 상기 재충진 단계에서 이전에 개방된 차단 밸브는 상기 주조 피스톤의 복귀 운동으로 인해 밸브 전환 위치(VU)에 도달하자마자 폐쇄되는,
다이캐스팅 기계의 작동 방법. - 제2 항에 있어서,
상기 주조 피스톤의 상기 밸브 전환 위치와 상기 주조 시작 위치 사이의 스트로크 거리는 가변적으로 사전 정의될 수 있고; 및/또는
주조 공정의 상기 재충진 단계에서 상기 주조 피스톤은 상기 주조 시작 위치로 다시 이동하기 전에 정지 기간 동안 밸브 전환 위치에서 유지되는,
다이캐스팅 기계의 작동 방법. - 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주조 공정의 상기 재충진 단계에서, 적어도 상기 차단 밸브가 여전히 개방되어 있는 상태 동안 상기 주조 주형은 폐쇄 상태로 유지되는,
다이캐스팅 기계의 작동 방법. - 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주조 공정의 상기 재충진 단계에서, 상기 주조 피스톤이 상기 주조 시작 위치에 도달 한 후에 상기 주조 주형의 개방이 시작되는,
다이캐스팅 기계의 작동 방법. - 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주조 공정의 상기 재충진 단계에서, 상기 주조 피스톤이 상기 밸브 전환 위치에 도달한 후에 그리고 상기 주조 시작 위치에 도달하기 전에 상기 주조 주형의 개방이 시작되는,
다이캐스팅 기계의 작동 방법. - 제6 항에 있어서,
상기 주조 공정의 상기 재충진 단계에서, 상기 주조 주형이 개방될 때 상기 주조 주형이 주어진 주조 피스톤 촉발 주형 개방 위치에 도달하자마자 상기 주조 피스톤은 밸브 전환 위치에서 정지되고 밸브 전환 위치에서 주조 시작 위치로 전진하는,
다이캐스팅 기계의 작동 방법. - 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주조 피스톤은, 상기 주조 주형이 완전히 폐쇄되지 않은 상태에서, 이전의 각 주조 공정의 재충진 단계 중에 도달한 주조 시작 위치에서 후속 주조 공정의 주형 충진 단계의 초기 사전 충진 단계 중에 사전 충진 위치로 이동하고, 단지 그 이후에 상기 주조 주형은 완전히 폐쇄되고 상기 주조 피스톤은 충진 종료 위치로 이동하는,
다이캐스팅 기계의 작동 방법. - 주조 주형(1), 주조 챔버(2), 상기 주조 챔버에서 축 방향으로 이동 가능한 방식으로 제공된 주조 피스톤(3), 상기 주소 챔버로 연결되는 용융물 입구 채널(4), 상기 용융물 입구 채널에 위치한 차단 밸브(5), 상기 주조 챔버에서 상기 주조 주형으로 연결되는 용융물 출구 채널(6)을 포함하는, 바람직하게는 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항의 다이캐스팅 기계의 작동 방법으로서:
각 주조 공정을 수행하기 위해 주형 충진 단계에서 상기 차단 밸브가 폐쇄된 상태에서 상기 주조 챔버 내의 상기 피스톤이 주조 시작 위치(GS)에서 충진 종료 위치(FP)로 전진하여 용융 재료(14)가 상기 용융물 출구 채널을 통해 상기 주조 주형으로 가압되고, 후속 재충진 단계에서 상기 주조 피스톤이 상기 주조 시작 위치로 이동하여 상기 폐쇄 밸브가 개방된 상태에서 상기 주조 챔버에 상기 용융물 유입구 채널을 통해 용융 재료가 공급되고;
작동 시작 주조 공정 중에서 상기 충진 단계 이전에 상기 작동 시작 주조 공정의 사전 충진 단계에서 상기 차단 밸브(5)가 폐쇄된 상태에서 상기 주조 챔버(2)에서 상기 주조 피스톤(3)이 작동 시작 위치(BS)에서 사전 충진 단계(VP)로 이동하고 이어서 상기 차단 밸브가 개방되고 상기 주조 피스톤이 주조 시작 위치로 복귀하는,
다이캐스팅 기계의 작동 방법. - 주조 주형(1);
주조 챔버(2);
상기 주조 챔버에서 축 방향으로 이동 가능한 방식으로 제공된 주조 피스톤(3);
상기 주소 챔버로 연결되는 용융물 입구 채널(4);
상기 용융물 입구 채널에 위치한 차단 밸브(5);
상기 주조 챔버에서 상기 주조 주형으로 연결되는 용융물 출구 채널(6); 그리고,
상기 주조 피스톤을 제어하는 제어 유닛(7)을 포함하는 다이캐스팅 기계로서,
각 주조 공정을 수행하기 위해 주형 충진 단계에서 상기 제어 유닛(7) 및 상기 차단 밸브(5)는, 상기 용융물 출구 채널(6)을 통해 용융 재료(14)를 상기 주조 주형(1) 안으로 가압하기 위해서, 상기 차단 밸브를 폐쇄 위치(VS)로 하고 상기 주조 챔버(2)의 상기 주조 피스톤(3)을 제어하여 주조 시작 위치(GS)에서 충진 종료 위치(FP)로 이동하도록 구성되고, 상기 용융물 입구 채널을 통해 상기 주조 챔버에 용융 재료를 공급하기 위해서, 후속 재충진 단계에서 먼저 상기 차단 밸브를 개방 위치(VO)로 하고 상기 주조 피스톤을 제어하여 상기 주조 시작 위치로 이동하도록 구성되고;
상기 제어 유닛(7) 및 상기 차단 밸브(5)는 또한, 상기 주조 피스톤(3)이 복귀 운동에 의해 주조 시작 위치에 도달하기 전에 상기 재충진 단계 중에 상기 차단 밸브를 폐쇄 위치(VS)로 하고, 상기 주조 피스톤을 제어하여 상기 주조 피스톤의 추가 복귀 운동에 의해 상기 용융물 출구 채널(6)에서 용융 재료(14)를 재 흡입하도록 구성되고; 및/또는,
상기 제어 유닛(7) 및 상기 차단 밸브(5)는 또한, 상기 주형 충진 단계 이전에 작동 시작 주조 공정 중에 상기 차단 밸브(5)가 폐쇄된 상태에서 작동 시작 주조 공정의 사전 충진 단계에서 상기 주조 피스톤(3)을 제어하여 상기 주조 챔버에서 작동 시작 위치(BS)에서 사전 충진 위치(FP)로 이동하고, 그 후 상기 차단 밸브를 개방 위치(VO)로 하고 상기 주조 피스톤을 제어하여 주조 시작 위치(GS)로 이동하도록 제어하는,
다이캐스팅 기계. - 제10 항에 있어서,
상기 차단 밸브는 차단 제어 밸브(5S)의 형태이고, 상기 제어 유닛은 상기 차단 제어 밸브(5S)를 제어하도록 구성되는,
다이캐스팅 기계. - 제11 항에 있어서,
상기 차단 제어 밸브를 작동시키기 위해 상기 제어 유닛에 의해 작동되는 밸브 액추에이터(16)를 더 포함하는,
다이캐스팅 기계. - 제10 항에 있어서,
상기 차단 밸브는 폐쇄 위치에서 예압된 역류 방지 밸브(5R)의 형태인,
다이캐스팅 기계. - 제10 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 차단 밸브의 하나 이상의 측정된 변수를 감지하기 위한 밸브 센서 유닛(18)을 더 포함하는,
다이캐스팅 기계.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |