KR20230114268A - 주조 금형에서 금속을 주조하는 데 사용하기 위한 피더 - Google Patents

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KR20230114268A
KR20230114268A KR1020237019441A KR20237019441A KR20230114268A KR 20230114268 A KR20230114268 A KR 20230114268A KR 1020237019441 A KR1020237019441 A KR 1020237019441A KR 20237019441 A KR20237019441 A KR 20237019441A KR 20230114268 A KR20230114268 A KR 20230114268A
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미하엘 비멜
하이코 시르머
스벤 도멘
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케멕스 파운드리 솔루션스 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 피더 본체(2, 2') 및 피더 본체(2, 2')와 협동하는 피더 요소(4, 4')를 포함하고 주조 금형에서 금속의 주조에 사용하기 위한 피더(1, 1')에 관한 것으로서, 피더 본체와 피더 요소는 액체 금속을 수용하기 위한 피더 캐비티(6)를 획정하고, 피더 본체(2, 2')는, 액체 금속용 통로 개구(10)를 갖는 제1 단부(8) 및 제1 단부(8)의 반대측이며 개방된 제2 단부(12)를 구비하고, 피더 요소(4, 4')는 상기 개방된 제2 단부(12)에 배치되고, 피더 본체(2, 2')와 피더 요소(4, 4')의 적어도 섹션들이 나머지 섹션들 내에 신축식으로 슬라이딩할 수 있어, 피더 캐비티(6)가 최소 부피(VK)로 압축될 수 있고, 피더 본체(2, 2')는 상기 최소 부피(VK)의 적어도 40%의 비율을 정의한다.

Description

주조 금형에서 금속을 주조하는 데 사용하기 위한 피더
본 발명은 액체 금속을 수용하기 위한 피더 캐비티를 획정하는, 피더 본체 및 피더 본체와 상호작용하는 피더 요소를 구비하며, 주조 금형에서 금속의 주조에 사용하기 위한 피더 삽입부(feeder insert)에 관한 것으로서, 피더 본체는, 액체 금속용 통로 개구를 갖는 제1 단부, 및 제1 단부에 대향하여 배치되고 개방된 제2 단부를 갖고, 피더 요소는 이러한 개방된 제2 단부에 배치되고, 피더 본체와 피더 요소의 부분들이 서로 내부에서 신축(telescopic)식으로 변위될 수 있다. 또한, 본 발명은 하나 이상의 피더 삽입부를 생산하기 위한 키트 및 이러한 유형의 피더 삽입부의 사용에 관한 것이다.
주조 금형에서 금속의 주조에 사용되는 피더 삽입부는 종래 기술에 알려져 있다. 피더 삽입부는, 예를 들어, 금형 모래와 같이 주조 금형의 생산에 사용되는 금형 재료에 의해 적어도 영역에서 둘러싸여 있다. 피더 삽입부를 둘러싸는 금형 재료에 의해, 피더 삽입부는 주조 금형 또는 주조 금형의 금형 부분 내의 미리 정의된 위치에 유지된다. 여기서, 피더 삽입부의 피더 본체와 피더 요소는, 피더 삽입부 내에서 주조에 사용되는 액체 금속을 수용하기 위한 피더 캐비티를 획정한다. 피더 본체는, 액체 금속용 통로 개구가 있는 제1 단부를 갖고, 이러한 통로 개구에 의해, 생산될 주조 금형의 금형 부품의 금형 캐비티 영역에 대한 연결이 확립된다. 주조 동안 주조 금형의 금형 캐비티에 채워진 금속의 양 중 일부는 통로 개구를 통해 피더 삽입부의 피더 캐비티 내로 들어간다. 금속이 주조 금형에서 응고되면, 피더 삽입부에 위치되고 액체 상태로 유지되는 금속이 다시 주조 금형 내로 흐를 수 있다.
피더 본체는 제2 단부를 갖고, 제2 단부는, 제1 단부에 대향하여 배치되고, 개방되어 있으며, 개방된 제2 단부에 배치된 피더 요소에 의해 닫힌다. 결과적으로, 사실상 닫힌 피더 캐비티가 구성된다. 주형을 생산하는 데 사용되는 주형 재료에 대한 압착 작업 동안 작용한 고압에 대응할 수 있도록, 완성된 금형 부품을 형성하기 위한 금형 재료의 압착 작업 동안 전체 높이 면에서 변경될 수 있는 피더 삽입부가 사용된다.
독일 특허청은 우선권 출원 DE 10 2020 132 342.5와 관련하여 하기와 같은 선행 기술을 식별하였다: DE 101 56 571 C1, DE 10 2005 025 701 A1, EP 1 184 104 A1 및 EP 1 920 859 A1.
공보 EP 1 184 104 A1에는 금속의 주조에 사용하기 위한 피더 삽입부가 개시되어 있으며, 이 피더 삽입부는 피더 본체 및 피더 요소를 갖고, 피더 본체 및 피더 요소의 부분들이 서로 내부에서 신축식으로 변위될 수 있다. 따라서, 압착 작업 동안, 피더 본체와 피더 요소는 서로에 대해 이동한다. 이 피더 삽입부는 실제로 입증되었다.
그러나, 사용되는 피더 삽입부의 기하학적 형상에 의존하는 방식으로 피더 본체를 향해 이동하는 피더 요소의 아래에서 금형 재료의 과도한 압착이 발생할 수 있다고 밝혀졌다. 이로 인해 간혹 모델 판이 손상되거나, 금형 재료로부터 물이 눌려 나오고, 그 결과 주조 방법 동안 다양한 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명은, 상술한 문제점을 고려하여, 우선 주조 금형의 생산 동안 높은 압착력을 견디는 피더 삽입부를 특정하는 목적을 기반으로 하고 또한 사용 동안 피더 본체를 향하여 이동하는 피더 요소 아래에 있는 금형 재료의 과도한 압착 위험이 감소되거나 최상의 경우에 회피된다.
본 발명은 청구항 제1항에 청구된 특징부를 갖는 피더 삽입부에서 본 발명에 기반한 목적을 달성한다. 특히, 피더 본체 및 피더 요소의 부분들은 서로 내부에서 신축식으로 변위될 수 있으며, 그 결과 피더 캐비티가 최소 부피(VK)로 압축될 수 있고, 피더 본체는 이 최소 부피(VK)의 적어도 40%의 비율을 정의한다.
따라서, 본 발명은 주조 금형에서 금속의 주조에 사용하기 위한 피더 삽입부에 관한 것으로서, 액체 금속을 수용하기 위한 피더 캐비티를 획정하는, 피더 본체 및 피더 본체와 상호작용하는 피더 요소를 가지고, 피더 본체는 액체 금속용 통로 개구를 갖는 제1 단부, 및 제1 단부에 대향하여 배치되고 개방된 제2 단부를 구비하고, 피더 요소는 이러한 개방된 제2 단부에 배치되고, 피더 본체와 피더 요소의 부분들은 서로 내부에서 신축식으로 변위될 수 있고, 그 결과, 피더 캐비티가 최소 부피(VK)로 압축될 수 있으며, 피더 본체가 이러한 최소 부피(VK)의 적어도 40%의 비율을 차지한다.
본 발명에 따르면, 여기서는 피더 본체가 압축된 피더 캐비티의 최소 부피(VK)의 적어도 40%의 비율을 구성하는 접근이 취해진다. 본 발명에 따른 피더 본체는, 피더 삽입부의 공지된 피더의 피더 본체에 비해 특히 최대 정도로 압축되는, 피더 삽입부의 최소 부피의 상당히 증가된 비율을 갖는다. 따라서, 피더 본체(피더 하측 부품이라고도 함)는, 피더 요소에 관하여 공지된 피더 삽입부의 피더 본체보다, 본 발명에 따른 피더 삽입부의 피더 요소(피더 상측 부품이라고도 함)에 비해 상당히 더 크다. 최근까지는 주조 공정 중 만족스러운 조밀한 공급을 위해서는 대형 피더 상측 부품이 결정적으로 중요하다고 추정되었다. 대조적으로, 피더 삽입부의 피더 본체(즉, 피더 하측 부품)의 크기는 피더 요소의 크기보다 주조 동안 효과적인 조밀한 공급에 훨씬 더 큰 영향을 미친다. 최소 부피(VK)로 압축된 피더 캐비티는 바람직하게 최대 정도로 압축된 본 발명에 따른 피더 삽입부의 상태를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 피더 삽입부의 최대로 압축가능한 최소 부피는, 피더 삽입부의 추가 압축(즉, 피더 본체와 피더 요소의 서로에 대한 추가 변위)인 경우에, 피더 삽입부의 상태가 피더 본체(피더 하측 부품) 및/또는 피더 요소(피더 상측 부품)의 손상을 초래함을 정의한다. 압축 동안, 피더 본체와 피더 요소의 부분들은 바람직하게 서로 내부에서 신축식으로 변위된다.
본 발명에 따른 피더 삽입부의 하나의 바람직한 개량예는, 피더 본체가 최소 부피(VK)의 45% 이상, 바람직하게는 50% 이상, 특히 바람직하게는 60% 이상, 바람직하게는 70% 이상, 특히 바람직하게는 80%의 비율을 정의한다는 것을 제공한다. 최소 부피(VK)에서 피더 본체의 비율이 클수록, 피더 삽입부의 열적 중심은 생산될 주조 부품 방향으로 더 멀리 이동한다. 여기서, 최소 부피(VK)에서 피더 본체의 비율이 증가함에 따라, 피더 요소가 더 가벼운 구성이 될 수 있고, 본 발명에 따른 피더 삽입부가 공지된 피더 삽입부에 비해 더 적은 재료 소비로 생산될 수 있다는 이점이 강화된다. 피더 본체에 비해 크기가 감소된 피더 요소의 경우, 피더 요소 아래의 금형 재료의 과도한 압착이 또한 금형 재료의 압착 작업 동안 점점 더 방지된다.
바람직하게, 피더 본체는 질량(mK)을 갖고 피더 요소는 질량(mE)을 갖고, 피더 요소의 질량(mE)에 대한 피더 본체의 질량(mK)의 비는 0.5 이상, 바람직하게는 0.85 이상, 특히 바람직하게는 1 이상, 특히 더욱 바람직하게는 2 이상, 바람직하게는 4 내지 5 이상, 특히 바람직하게는 약 5.75이다. 피더 본체가 피더 요소에 비해 크게 구성될수록, 피더 본체의 질량(mK)과 피더 요소의 질량(mE) 사이의 비도 커진다. 피더 요소에 대한 피더 본체의 질량 비도, 생산될 주조 부품의 근처에서 열적 중심의 추구되는 구성에 유리한 영향을 미친다. 피더 요소에 대한 피더 본체의 질량 비가 클수록, 열적 중심이 생산될 주조 부품의 방향으로 더 이동하고 주조 부품의 생산 동안 조밀한 공급이 더욱 양호해진다. 여기서, 피더 요소에 대한 피더 본체의 질량 비는, 또한, 피더 본체 및 피더 요소의 구성에 사용되는 재료에 의존한다. 바람직하게 5.75인 질량 비의 최고값은, 특히, 본 발명에 따른 피더 삽입부를 구성하기 위해 무거운 발열성 하측 부품(피더 본체) 및 가벼운 절연성 상측 부품(피더 요소)이 바람직하게 사용될 때 달성된다.
하나의 바람직한 개발예는, 피더 본체에 의해 정의되는 최소 부피(VK)의 비율이 0.75 이상, 바람직하게는 0.8 이상, 특히 바람직하게는 0.85 이상, 특히 더욱 바람직하게는 0.9 이상의 구형도(ø)를 갖는 것을 제공한다.
본 발명에 따른 피더 삽입부의 바람직한 일 실시예에 따르면, 피더 요소의 부분들이 피더 본체 내로 밀리거나 피더 본체의 부분들이 피더 요소 내로 밀리는 것이 가능하다. 본 발명에 따른 피더 삽입부의 피더 본체는 바람직하게 변형 불가능한 피더 하측 부품이다. 피더 요소는 바람직하게 변형 불가능한 피더 상측 부품이다. 사용하는 동안, 피더 본체는 일반적으로 금형 판 또는 금형 모델 상에 안착되며, 이를 통해 제 위치에서 유지된다. 제1 실시예에 따르면, 주조 금형 또는 주조 금형의 금형 부품을 생산하는 데 사용되는 금형 재료의 압착 동안, 피더 요소(즉, 피더 상측 부품)가 피더 본체 내로 밀린다. 여기서, 피더 요소와 피더 본체의 표면 영역들은 바람직하게 서로 미끄러진다. 제2 대체 실시예에서, 피더 본체(즉, 피더 하측 부품)는 피더 요소 내로 밀린다. 피더 상측 부품과 피더 하측 부품의 표면 영역들은 또한 바람직하게 본 실시예에서 서로 미끄러진다. 여기에서 외측면 상에서 피더 본체 위로 밀리는 피더 요소는, 내측면 상에서 피더 본체 내로 밀릴 수 있는 피더 요소보다 더 큰 치수 및 연관된 더 큰 질량을 갖는다. 피더 삽입부의 경우, 금형 재료의 압착 동안 피더 요소(피더 상측 부품)가 피더 본체(피더 하측 부품) 내로 밀릴 때, 피더 캐비티의 최소 부피(VK)의 더 높은 비율이 바람직하게 피더 본체를 통해 달성되고/되거나 피더 요소에 대한 피더 본체의 더 큰 질량 비가 달성된다.
이와 관련하여 외측면 상에서 피더 본체 위로 밀리는 피더 요소를 갖는 피더 삽입부의 경우에 피더 캐비티의 전체 최소 부피(VK)에서 피더 본체의 비율은, 피더 본체를 통해서만 정의되며, 특히, 상부를 향해 개방된 제2 단부에 의해 피더 요소의 방향으로 획정된다는 점에 주목한다. 반면, 본 발명에 따른 피더 삽입부의 경우, 피더 요소가 내측면 상에서 피더 본체 내로 밀릴 때, 피더 캐비티의 최소 부피(VK)에서 피더 본체의 비율은 피더 본체 내로 밀리는 피더 요소의 하단부에 의해 정의되며, 특히, 이에 따라 피더 요소의 하단부가 피더 본체 내에서 최소 부피(VK)의 경계를 형성한다. 전체 최소 부피(VK)에서 피더 본체의 비율을 결정할 때 피더 본체의 제1 단부와 정확하게 이 경계 사이의 영역만이 고려되어야 한다.
본 발명에 따른 피더 삽입부의 일 개발예에 따라, 피더 캐비티가 최소 부피(VK)로 압축될 때 피더 캐비티의 부피 무게 중심이 피더 본체에 의해 정의되는 부피 비율 내에 놓이는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 피더 삽입부의 열적 중심은, 피더 삽입부의 구성에 관계없이, 즉, 피더 본체가 피더 요소 내로 밀리거나 또는 피더 요소가 피더 본체 내로 밀리는 것에 상관없이, 생산될 주조 부품의 방향으로 피더 캐비티의 부피 무게 중심과 함께 금형 재료의 압착 동안 변위된다. 피더 캐비티의 부피 무게 중심이 피더 본체의 제1 단부 방향으로 멀리 이동하는 것이 유리하다.
하나의 바람직한 개량예에 따르면, 본 발명은 주조 금형에서 금속의 주조에 사용하기 위한 피더 삽입부에 관한 것으로서, 액체 금속을 수용하기 위한 피더 캐비티를 획정하는, 피더 본체 및 피더 본체와 상호작용하는 피더 요소를 갖고, 피더 본체는 액체 금속용 통로 개구를 갖는 제1 단부, 및 제1 단부에 대향하여 배치되고 개방된 제2 단부를 구비하고, 피더 요소는 이러한 개방된 제2 단부에 배치되고, 피더 요소의 부분들이 피더 본체 내로 밀릴 수 있고, 그 결과, 피더 캐비티가 최소 부피(VK)로 압축될 수 있으며, 피더 본체가 이러한 최소 부피(VK)의 적어도 40%의 비율을 정의하고, 피더 본체는 질량(mK)을 갖고, 피더 요소는 질량(mE)을 갖고, 피더 요소의 질량(mE)에 대한 피더 본체의 질량(mK)의 비는 0.5 이상이고, 피더 캐비티의 부피 무게 중심은, 피더 캐비티가 최소 부피(VK)로 압축될 때 피더 본체에 의해 정의되는 부피 비율 내에 놓인다. 이러한 유형의 본 발명에 따른 피더 삽입부는, 감소된 공급량 및 연관된 감소된 질량에도 불구하고 이러한 유형의 피더 삽입부가 주조 동안 리필 작업 중 적어도 변경되지 않거나 더 높은 가열 용량을 달성하는 방식으로 본 발명에 필수적인 특징부들을 결합한다. 본 발명에 따른 피더 삽입부는 바람직하게 역 텔레-피더(inverse tele-feeder)이며, 즉, 피더 요소가 금형 재료의 압착 작업 동안 일반적으로 고정된 피더 본체 내로 밀린다. 피더 요소와 피더 본체는, 일반적으로 피더 삽입부가 최대 범위로 압축되는 방식으로 서로에 대해 이동한다. 이에 따라, 피더 삽입부의 내부에 있는 피더 캐비티는, 최소 부피(VK)를 갖고, 이 중 적어도 40%의 비율은 피더 본체를 통해 구성된다. 또한, 피더 본체는 적어도 피더 요소의 질량의 절반에 해당하는 질량을 갖는다. 이러한 방식으로, 피더 삽입부는, 바람직하게 피더 캐비티의 부피 무게 중심이 피더 본체에 의해 정의된 부피 비율 내에 있는 경우에 구성된다. 본 발명의 하나의 가능한 개량예에서, 피더 요소는, 피더 본체 내로 대신, 일반적으로 금형 재료의 압착 작업 동안 고정되어 있는 피더 본체 위로 외측면 상에서 밀리도록 설계된다.
본 발명에 따른 피더 삽입부의 일 개발예는, 피더 본체가 제1 단부로부터 제2 단부로 연장되는 벽을 갖고, 벽은 피더 캐비티를 획정하는 내측면 상에서 피더 본체 내로 내측면을 따라 밀릴 수 있는 피더 요소용 안내부를 형성하는 것을 제공한다. 금형 부품 또는 주조 금형의 생산의 압착 작업 동안 피더 요소의 기울임은 안내부의 제공을 통해 상쇄된다. 피더 요소는, 압착 작업의 시작 시 시작 위치로부터 피더 본체 내로 피더 삽입부의 최대 압축가능 상태에 도달하는 정도까지 밀릴 수 있다. 서로 위에서 미끄러지는 피더 본체와 피더 요소의 그러한 표면들 사이의 미끄러짐 동작은 바람직하게 피더 본체에 대한 피더 요소의 이동 동안 안내부를 통해 달성된다.
안내부는 바람직하게 적어도 하나의 안내면 또는 피더 본체의 벽의 내측면 상에 배열된 복수의 안내 부분을 갖는다. 본 발명의 바람직한 일 개량예에 따르면, 안내부는 전체 범위에 걸쳐 피더 본체의 벽의 내측면에 구성되며, 그 결과 대면적의 미끄러짐 효과가 발생한다. 피더 삽입부의 대체 실시예는, 피더 본체의 원주에 걸쳐 바람직하게는 균일하게 배열된 복수의 안내 부분이 피더 본체의 벽의 내측면 상에 제공되는 것을 제공한다. 개별 안내 부분은 피더 본체의 내측면을 따라 미리 정의된 각도 범위 내에서만 원주방향으로 연장된다. 각각의 안내 부분은, 피더 요소의 이동 방향으로 연장되지만, 바람직하게는 피더 본체의 제2 개방 단부로부터 통로 개구를 갖는 제1 단부 방향으로 연장된다. 피더 본체에 대해 변위될 수 있는 피더 요소는, 바람직하게 정지 위치로부터 피더 삽입부의 최대 압축 상태까지 피더 요소의 전체 이동 동안 안내된다. 피더 본체는, 피더 요소와 마찬가지로, 바람직하게 피더 요소의 이동 방향으로 적어도 섹션들에서 서로 대면하고 서로 겹치는 안내면들을 갖는다.
피더 본체는, 바람직하게 제1 단부로부터 제2 단부로 연장되는 길이방향 축, 및 길이방향 축의 적어도 일부를 따라 길이방향 축에 대해 실질적으로 회전 대칭 구성인 내부 단면적을 갖는다. 바람직하게 피더 본체 상의 회전 대칭 단면적의 결과로, 바람직하게 피더 본체의 내측면을 따라 이동할 수 있는 피더 요소도 실질적으로 회전 대칭 구성의 외부 단면 형태를 갖는다. 이러한 방식으로, 원주면과 관련하여, 피더 본체와 피더 요소는 임의의 원하는 방향으로 서로 결합될 수 있다. 피더 본체의 길이방향 축은 특히 피더 본체의 제1 단부에 있는 통로 개구의 중심 축에 대해 동축으로 이어진다.
본 발명에 따른 피더 삽입부의 하나의 바람직한 개량예에 따르면, 피더 본체는, 제2 단부에서 시작하여, 제1 단부 방향으로 크기가 일정하고/하거나 길이방향 축의 적어도 한 부분을 따라 감소하는 내부 자유 단면적을 갖는다. 피더 본체는 바람직하게 길이방향으로 2개의 기능 영역으로 분할된다. 피더 본체의 제2 단부에 할당된 상측 기능 영역의 도움으로, 본 발명에 따른 신축 이동을 구성하기 위해 변위가능한 피더 요소와 일반적으로 고정된 피더 본체 간의 상대적 이동이 보장된다. 피더 본체의 길이방향 축의 일부를 따라, 상측 기능 영역은 실질적으로 일정한 크기의 자유 단면적을 갖는다. 실질적으로 일정한 단면적을 갖는 부분은 길이방향 축의 방향으로 높이를 가지며, 이 높이는 피더 요소에 대한 피더 본체의 크기 비에 의존하는 방식으로 정의된다. 높이는 바람직하게 본 발명에 따른 피더 본체의 전체 높이의 적어도 약 1/3에 해당한다. 이 높이는 바람직하게 피더 본체의 전체 높이의 대략 절반이다.
제2 하측 기능 영역은 금형 모델 또는 금형 판에 부착하기 위한 본 발명에 따른 피더 삽입부의 부착 영역을 형성한다. 하측 기능 영역의 자유 단면은 바람직하게 피더 본체의 제1 단부 방향으로 일정한 단면으로부터 감소한다. 이러한 방식으로, 감소된 단면의 부착 영역이 피더 본체 상에 생성되며, 이 부착 영역은 주조 작업 후 완성된 주조 부품에 소량의 페틀링(fettling)만을 필요로 한다. 하측 기능 영역은 바람직하게 길이방향 축을 따라 볼록하게 만곡된 윤곽을 갖는다. 피더 본체의 길이방향 축의 일부를 따라, 하측 기능 영역은 바람직하게 구의 형상에 가까운 윤곽을 갖는다. 그 결과, 최대 압축가능한 피더 삽입부의 최소 부피(VK)에서 본 발명에 따른 피더 본체의 부피 비율은 증가되도록 의도되며, 피더 본체의 제1 단부 방향으로의 열적 중심의 변위가 발생하도록 의도된다.
피더 요소는 바람직하게 피더 본체의 개방된 제2 단부 상에 배치될 수 있고 제2 단부를 닫을 수 있는 피더 캡(feeder cap)으로서 구성된다. 피더 캡의 제공은, 주조 금형을 생산하는 동안 피더 캐비티 내로 금형 재료가 침투하는 것을 방지하기 위해 피더 본체의 개방 단부를 닫기 위한 구조적으로 간단한 가능성을 제공한다. 피더 본체의 개방된 제2 단부의 닫힘 외에, 피더 요소의 캡형 구성은, 피더 요소가 피더 삽입부의 압축되지 않은 상태에서 이에 따라 피더 본체에 대하여 시작 위치에서 고정되는 방식으로, 피더 본체의 부분들이 위로 또는 뒤로 계합되게 한다. 피더 요소는, 바람직하게 특히 피더 삽입부가 역 텔레-피더로서 구성되는 경우에 피더 본체의 벽의 내측면에서 시작 위치에 유지된다. 이를 위해, 피더 본체 및/또는 피더 요소는, 서로 접촉할 때 확실한 고정 연결을 일으키는 부분들을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 피더 삽입부의 바람직한 일 개발예에 따르면, 피더 요소는, 피더 본체의 벽의 내측면에 대응하는 접촉 부분을 갖고, 피더 본체 내로의 변위 동안 피더 요소의 이동을 제동하도록 설계된다. 피더 요소의 접촉 부분에 의해, 피더 요소의 제어되는 제동은, 금형 재료의 압착 작업에 의해 개시되는 피더 본체와 피더 요소 간의 상대 이동 동안 발생한다. 그 결과, 본 발명에 따른 피더 삽입부는 미리 정의된 최대 압축가능한 최소 부피보다 더 압축되지 않는다. 피더 본체에 대해 피더 요소를 고정하기 위한 클램핑 동작은, 바람직하게 피더 요소 상의 접촉 부분과 피더 본체의 벽의 내측면 사이의 피더 삽입부의 압축되지 않은 상태에서 이미 달성되어 있다. 제동 기능은, 바람직하게 피더 본체 상의 제1 기능 영역이 개방된 제2 단부에서 시작하여 전체 원주에 걸쳐 또는 영역들에서만 제2 기능 영역의 방향으로 약간 감소하는 자유 단면을 갖는다는 사실에 의해 달성된다. 압착 작업 동안 피더 요소의 변위의 경우, 피더 요소의 접촉 부분은 피더 본체의 감소하는 단면 상으로 점점 더 이어진다. 제동 동작이 클수록, 피더 요소는 피더 본체에 대해, 특히 피더 본체 내로, 더 변위되고/밀린다.
본 발명의 가능한 일 실시예에서, 피더 요소는, 벽의 내측면 상에, 바람직하게 피더 본체 내로 밀릴 수 있는 피더 요소를 위한 정지부 역할을 하는 바람직하게는 반경방향 내측면으로 돌출하는 숄더(shoulder)를 갖는다. 피더 본체의 벽의 내측면 상에 있는 재료 돌출부의 형태로 된 이러한 돌출하는 숄더는 피더 본체 내로 피더 요소를 미는 것을 제한한다. 이러한 방식으로, 본 발명에 따른 피더 삽입부의 가능한 최대 가능 압축이 제한될 수 있다.
피더 요소는, 바람직하게 피더 본체의 길이방향 축에 관하여, 피더 본체의 제2 단부에 있는 개구를 통해 반경방향 외측면으로 돌출하고 바람직하게는 제2 단부에서 개구의 전체 원주를 따라 피더 본체의 이 단부에 놓이는 적어도 하나의 베어링 웹을 갖는다. 베어링 웹은, 피더 삽입부가 내장된 주조 금형 또는 주조 금형의 금형 부품의 생산 동안, 피더 삽입부의 내부로 금형 재료가 침투하는 것이 방지되는 상황을 달성한다. 바람직하게 원주방향 베어링 웹의 도움으로, 피더 본체의 벽의 내측면과 피더 요소의 외측면 사이의 갭이 덮인다.
본 발명에 따른 피더 삽입부의 바람직한 일 개발예는, 피더 요소의 부분들이 피더 본체 내로 밀릴 수 있고 피더 요소가 신축식으로 피더 본체 내로 밀릴 때 베어링 웹이 절단되도록 설계된다는 점을 제공한다. 피더 요소와 피더 본체 사이의 갭을 덮는 기능 외에도, 베어링 웹은 피더 본체에 대한 시작 위치에서 피더 요소를 유지하는 작업을 수행한다. 그러나, 베어링 웹의 재료 두께는, 금형 재료에서 미리 정의된 압착력에 도달한 후, 베어링 웹이 바람직하게 절단되고, 특히 균일하게 그리고 무엇보다도 피더 요소의 전체 둘레에 걸쳐 전단(shear)되는 방식으로 선택된다. 그 결과, 피더 요소는 이어서 주조 금형 또는 주조 금형의 금형 부품의 생산 동안 항복 이동을 실행할 수 있으며, 그 결과로, 만연하는 가압력에도 불구하고 피더 삽입부의 손상 또는 심지어 피더 삽입부의 파단이 방지된다.
피더 본체의 벽의 내측면에 대면하는 피더 요소의 접촉 부분은, 바람직하게 피더 본체의 벽의 내측면에 대해 피더 요소를 고정하기 위한 적어도 하나의 클램핑 부품을 갖는다. 피더 요소의 접촉 부분 상의 하나 또는 복수의 클램핑 부품의 도움으로, 피더 본체의 벽의 내측면에 대해 완전한 원주 방식으로 지탱하는 접촉면에 대한 대안으로서, 접촉 부분의 소정의 영역만이 피더 본체와의 클램핑 동작을 위해 제공된다. 3개 이상의 클램핑 부품이 바람직하게 피더 요소의 접촉 부분 상에 제공되며, 이러한 클램핑 부품들은 일 실시예에서 재료 웹으로서 구성되고 이동 방향에 실질적으로 평행하게 연장된다. 클램핑 부품들은 바람직하게 접촉 부분의 실질적으로 원통형의 외측면에서 반경방향 외측으로 돌출한다.
본 발명에 따른 피더 삽입부의 바람직한 일 개발예는, 피더 요소가 피더 캐비티를 획정하는 벽의 그 내측면 상에 바람직하게는 피더 본체의 길이방향 축에 대해 반경방향 및 축방향으로 연장되는 적어도 하나의 재료 웹을 갖는다는 것을 제공한다. 예를 들어, 윌리엄스(Williams) 스트립 또는 윌리엄스 쐐기로 알려진 것으로 구성되고 내측면 상에 돌출하는 적어도 하나의 재료 웹의 도움으로, 피더 캐비티에서 액체 금속의 표면 상의 주조 스킨(cast skin)의 형성 및 이에 따른 금속의 조기 응고가 상쇄된다. 복수의 재료 웹은 바람직하게 피더 캐비티에 대면하는 피더 요소의 내측면 상에 배열되며, 이 재료 웹들은 챔버와 같은 방식으로 피더 캐비티의 이 영역을 분할한다. 이러한 유형의 재료 웹은 바람직하게 피더 본체의 길이방향 축에 대해 반경방향 및 축방향으로 연장된다. 2개, 3개, 4개 또는 그 이상의 재료 웹이 바람직하게 피더 요소의 벽의 내측면 상에 배열되거나 구성된다. 재료 웹은 바람직하게 커버의 내측면으로부터 피더 요소의 하단부까지 피더 요소의 수직 방향으로 연장된다.
2개, 3개, 4개 또는 그 이상의 재료 웹은 바람직하게 피더 요소의 내벽 상에 길이방향 축 주위로 균일하게 분산되어 배열된다. 금속은 이러한 유형의 복수의 재료 웹을 제공함으로써 개선된 방식으로 피더 캐비티 내에서 액체로 유지된다. 서로 직접적으로 인접하는 2개의 재료 웹은, 사용되는 재료 웹의 수에 따라 분명히 달라지는 방식으로 각각의 경우에 서로 동일한 각도 간격으로 있다.
본 발명의 바람직한 일 개량예에서, 피더 요소는 피더 캐비티에 대면하는 내측면 상에 중심맞춤 핀 팁을 수용하기 위한 오목부를 갖는다. 피더 요소 상의 중심맞춤 핀 팁을 위한 리셉터클로서 적어도 하나의 오목부를 제공함으로써, 피더 삽입부를 수용하는 금형 모델 또는 금형 판에 대한 피더 삽입부의 위치 안정성 및/또는 원하는 배향이 간소화된 방식으로 유지될 수 있다. 또한, 주조 금형을 구성하는 금형 재료의 압착 작업 동안 피더 요소의 안내는 피더 요소 상에 제공된 오목부에 의해 이루어지며, 이러한 압착 작업의 경우에 피더 요소는 피더 본체에 대하여 및 이에 따라 또한 중심맞춤 핀에 대하여 이동하게 된다.
본 발명의 바람직한 일 개발예에 따르면, 피더 본체 및/또는 피더 요소의 적어도 일부는 발열성 가열 질량을 포함한다. 이러한 유형의 발열성 가열 질량의 도움으로, 피더 캐비티 내의 액체 금속의 응고 거동이, 목표로 한 방식으로 영향을 받을 수 있다. 피더 삽입부가 발열성 질량으로 구성되거나 발열성 질량을 더 많이 포함할수록, 피더 삽입부에 위치되는 액체 금속이 발열성 가열 질량을 통해 액체 상태로 더 오래 유지될 수 있고, 따라서 주조 부품에 다시 채우는 작업이 더 길어질 수 있다. 피더 본체 및/또는 피더 요소는 바람직하게는 이러한 유형의 발열성 가열 질량이 지점들 또는 부분에 장착된다.
피더 삽입부는 바람직하게 약 0.5 cm 내지 9 cm, 바람직하게는 약 1.2 cm 내지 2.6 cm 범위의 모듈러스를 갖는다. 부피와 열 방출 표면적 사이의 0.5 cm 내지 약 9 cm의 표시된 비는, 바람직하게는 생산될 주조 부품의 만족스러운 조밀한 공급이 달성될 수 있는 방식으로 피더 삽입부를 특정한다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 본 발명에 따른 피더 삽입부의 모듈러스는 대략 1.2 cm 내지 2.6 cm 범위에 있다.
바람직한 일 개량예에 따르면, 수직으로 분리가능한 주조 금형에서 금속을 주조하는 데 사용하기 위한 피더 삽입부가 제공되며, 피더 본체와 피더 요소는, 중심맞춤 축을 따라 위치할 수 있는 중심맞춤 핀에 의한 위치결정(positioning)을 위해 설계되고, 피더 캐비티는, 중심맞춤 축의 수평 배열의 경우에, 피더 캐비티의 지배적인 부피 비율이 중심맞춤 축 위에 위치할 수 있는 방식으로 구성된다. 본 발명에 따른 대응하는 피더 삽입부는 바람직한 일 실시예에서 사이드 피더로서 사용될 수 있으며, 이 사이드 피더의 도움으로 상측으로부터 주조 금형으로의 통상적인 조밀한 공급 대신, 주조 금형의 측면 영역에 놓이는 주조 금형의 임계 영역들이 또한 다시 채워질 수 있다. 본 발명에 따른 피더 삽입부의 바람직한 일 개량예에 따르면, 피더 본체 및/또는 피더 본체에 대해 변위될 수 있는 피더 요소는, 피더 본체 및 피더 요소의 길이방향 축에 대해 비대칭 구성이며, 이 길이방향 축은, 바람직하게 피더 본체 상의 통로 개구 또는 통로 개구를 통해 피더 캐비티 내로 돌출하는 중심맞춤 핀에 의해 정의된다.
본 발명에 따른 피더 삽입부의 일 실시예에 따르면, 피더 본체 및 피더 요소의 길이방향 축에 대한 피더 캐비티의 비대칭 구성은, 길이방향 축의 일 측면에 있는 피더 본체와 피더 삽입부의 불균일한 구성을 통해 달성된다. 이러한 식으로 구성된 피더 삽입부를 이용한 대응하는 조밀한 공급을 위해, 피더 삽입부가 금형 모델 또는 금형 판 상에 바람직한 방향으로 위치되는 것이 제공된다. 추가 개량예는, 피더 요소가 피더 캐비티를 정의하는 내측면 상에 홀수 개의 재료 웹을 갖고, 이어서 중심맞춤 핀의 수평 배열의 경우에, 더 많은 수의 재료 웹이 중심맞춤 축 위보다 중심맞춤 축 아래에 배열되는 방식으로 피더 요소가 피더 본체 상에 위치되는 것을 제공한다.
본 발명에 따른 피더 삽입부가 바람직하며, 피더 요소는 발열성 피더 재료로 형성되거나 적어도 일부가 발열성 피더 재료를 포함하고, 및/또는 피더 본체는 발열성 피더 재료로 형성되거나 적어도 일부가 발열성 피더 재료를 포함한다. 발열성 피더 재료를 사용함으로써, 피더 삽입부에 위치되는 금속이 발열성 피더 재료를 통해 비교적 장기간에 걸쳐 액체 상태로 유지될 수 있으므로, 높은 경제적 효율, 특히 주조 공정 중 만족스러운 조밀한 공급이 달성된다. 예를 들어, 외측면 상에서 피더 본체 위로 또는 내측면 상에서 피더 본체 내로 밀리는 피더 요소의 영역들은, 또한, 발열성 피더 재료 대신 피더 삽입부로부터의 열의 출력을 유리한 방식으로 감소시키는 절연성 피더 재료로 구성될 수 있다. 그러나, 결합제를 사용하여 결속된 금형 모래, 특히 석영 모래가 단순히 피더 재료로서 또한 사용될 수 있다. 그러나, 금형 요소의 적어도 일부를 구성하기 위해 발열성 재료가 바람직하게 종종 사용된다. 피더 삽입부의 소정의 영역들은 상이한 특성(발열성 또는 절연성)을 가진 상이한 재료들로 형성될 수 있다. 대안으로, 피더 본체 및 피더 요소는 각 경우에 발열성 및 절연성 구성 부품을 갖는 균질한 재료 혼합물로 형성될 수 있다.
소정의 목적을 위해, 본 발명에 따른 피더 삽입부는, 피더 본체가 절연성 피더 재료로 형성되거나 피더 본체의 적어도 일부가 절연성 피더 재료를 포함하고/하거나 피더 요소가 절연성 피더 재료로 형성되거나 피더 요소의 적어도 일부가 절연성 피더 재료를 포함하는 경우에 유리하다. 피더 삽입부의 대체 일 실시예의 경우에, 피더 본체가 발열성 피더 재료로 형성되거나 피더 본체의 적어도 일부가 발열성 피더 재료를 포함하고/하거나 피더 본체가 발열성 피더 재료를 포함하지 않고 바람직하게 절연성 피더 재료로 형성되거나 피더 본체의 적어도 일부가 절연성 피더 재료를 포함하고, 또는 금속, 플라스틱, 카드보드, 이들의 혼합물 및 이들의 복합 재료로 이루어진 그룹에서 선택되는 재료로 형성되거나 이러한 재료를 함유하는 것이 바람직하게 제공된다. 본 발명에 따른 피더 삽입부의 추가 대체 개량예의 경우에, 피더 요소는 절연성 피더 재료로 형성되거나, 피더 요소의 적어도 일부가 절연성 피더 재료를 포함하거나 피더 본체가 발열성 피더 재료로 형성되거나 피더 본체의 적어도 일부가 발열성 피더 재료를 포함하거나 금속, 플라스틱, 카드보드, 이들의 혼합물 및 이들의 복합 재료로 이루어진 그룹에서 선택되는 재료로 형성되거나 이러한 재료를 함유한다.
시판되는 피더 재료 대신, 본 발명에 따른 피더 삽입부의 피더 본체는, 또한, 바람직하게 금속, 플라스틱, 카드보드, 이들의 혼합물 및 이들의 복합 재료로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 상이한 재료들로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 피더 삽입부의 추가 대체 개량예의 경우에, 피더 요소는 발열성 또는 절연성 피더 재료로 형성되거나, 피더 요소의 적어도 일부가 발열성 또는 절연성 피더 재료를 포함하고/하거나 피더 본체가 금속, 플라스틱, 카드보드, 이들의 혼합물 및 이들의 복합 재료로 이루어지는 그룹에서 선택되는 재료로 형성되거나 이러한 재료를 함유한다. 따라서, 금속, 플라스틱, 또는 카드보드, 혹은 금속, 플라스틱, 및/또는 카드보드로 이루어진 혼합물 또는 복합 재료 등의 발열성 또는 절연성 재료가, 피더 본체용 재료로서 선택적으로 사용될 수 있다.
발열성 및 절연성 피더 재료는 바람직하게 피더 요소를 구성하는 데 사용된다. 피더 본체 및 피더 요소에 대한 재료 선택은 실제로 개별적으로 그리고 각각의 경우에 수행할 작업을 고려하여 수행된다. 피더 본체용 재료의 선택은, 본 발명에 따른 피더 삽입부의 특정한 의도된 목적이 어떠한 균형맞춤도 필요로 하지 않는 한 피더 요소용 재료의 선택과는 독립적으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는, 상술한 바람직한 실시예들 중 하나에 따라 하나 이상의 피더 삽입부를 생산하기 위한 키트에 관한 것으로서, 피더 본체 또는 복수의 피더 본체, 및 피더 본체 및 피더 요소의 각 조립에 의해, 상술한 바람직한 실시예들 중 하나에 따라 정의된 바와 같은 피더 삽입부가 생산될 수 있거나 상술한 바람직한 실시예들 중 하나에 따라 정의된 바와 같은 복수의 상이한 피더 삽입부가 상이한 부피로 생산될 수 있는 방식으로 피더 본체에 대응하거나 복수의 피더 본체에 대응하는 피더 요소 또는 복수의 피더 요소를 포함한다.
이와 같이, 본 발명은, 주어진 피더 본체가 상이한 설계의 피더 요소들과 조립될 수 있거나 주어진 피더 요소가 상이한 설계의 피더 본체들과 조립되어 본 발명에 따른 피더 삽입부를 형성하는 것이 가능하다는 보충 개념에 기초한다. 이에 따라, 상이한 피더 본체 및/또는 피더 요소로부터 원하는 대로 생산될 수 있는 피더 삽입부는, 바람직하게 각각의 경우에 하나의 피더 본체 및 피더 요소를 가지며, 이들의 일부는, 최소 부피(VK)로 압축될 수 있는 피더 캐비티를 구성하는 방식으로 서로 신축식으로 변위될 수 있고, 이때 각 경우에 피더 본체는 피더 캐비티의 이러한 최소 부피(VK)의 적어도 40%의 비율을 정의한다. 본 발명에 따른 키트는, 예를 들어, 상이한 피더 요소들과 결합될 수 있는 피더 본체를 제공하며, 피더 요소들 중 하나가 외측면 상에서 피더 본체 위로 밀리고 다른 피더 요소가 내측면 상에서 피더 본체 내로 밀리는 것이 가능하다. 외측면 상에서 피더 본체 위로 밀릴 수 있는 피더 요소의 도움으로, "전형적인" 텔레-피더가 생산되고, 피더 본체 내로 밀릴 수 있는 피더 요소의 도움으로, 역 텔레-피더가 생산된다.
또한, 본 발명에 따른 키트는, 바람직하게, 피더 본체 또는 복수의 피더 본체 중 하나의 피더 본체의 통로 개구에 대응하며 바람직하게는 피더 본체 또는 복수의 피더 요소 중 하나의 피더 요소에 중심맞춤 핀 팁을 수용하기 위한 오목부에 대응하는 중심맞춤 핀을 포함한다. 중심맞춤 핀의 도움으로, 금형 판에 대하여 또는 금형 모델에 대하여 피더 본체 및 피더 요소와 함께 본 발명에 따른 피더 삽입부의 수직 배향이 바람직하게 이루어진다. 중심맞춤 핀은 바람직하게 통로 개구의 형상에 맞게 조정된 형상을 갖는 중심맞춤 핀 베이스를 갖는다. 바람직한 일 개량예에 따르면, 통로 개구는 비원통형 단면을 갖고, 중심맞춤 핀 베이스의 단면은 통로 개구의 단면에 대해 상보적인 구성이다. 이 개량예에서는, 이어서 중심맞춤 핀과 중심맞춤 핀 상으로 밀리는 피더 본체 간의 회전 방지 안전 장치가 생성된다. 중심맞춤 핀 팁도 마찬가지로 비원통형 단면을 가질 수 있으며, 그 결과 피더 본체 및 중심맞춤 핀과 접촉할 수 있는 피더 요소의 경우에 중심맞춤 축 둘레의 바람직한 배향이 또한 이루어진다.
또 다른 양태에서, 본 발명은, 주조 작업 동안 주조 금형에 존재하는 금형 캐비티의 조밀한 공급을 위해 수직 금형 분리를 이용하는 주조 금형의 생산 동안 적어도 전술한 바람직한 실시예들 중 하나에 따라 정의된 바와 같은 피더 삽입부의 사용에 관한 것이다. 본 발명에 따른 이점에 관하여 및 본 발명에 따른 피더 삽입부의 이점 및 바람직한 실시예들과 동일한 본 발명에 따른 키트와 본 발명에 따른 사용의 바람직한 실시예들에 관하여 피더 삽입부에 대한 전술한 실시예들을 참조한다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하여 예시적인 바람직한 일 실시예에 기초하여 다음 텍스트에서 더 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 피더 삽입부의 제1 실시예를 도시한다.
도 2는 도 1의 본 발명에 따른 피더 삽입부의 도면을 압축되지 않은 상태의 단면으로 도시한다.
도 3은 도 1의 본 발명에 따른 피더 삽입부의 도면을 최대 압축가능한 상태의 단면으로 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 피더 삽입부의 제2 실시예의 사시도를 도시한다.
도 5는 도 4의 본 발명에 따른 피더 삽입부의 도면을 압축되지 않은 상태의 단면으로 도시한다.
도 6은 도 4의 본 발명에 따른 피더 삽입부의 도면을 최대 압축 상태의 단면으로 도시한다.
도 1은 (더 상세히 도시되지는 않은) 주조 금형에서 금속의 주조에 사용되는 본 발명에 따른 피더 삽입부(1)의 제1 실시예를 도시한다. 피더 삽입부(1)는, 액체 금속을 수용하기 위한 피더 캐비티(6)를 획정하는, 피더 본체(2) 및 피더 본체와 상호작용하는 피더 요소(4)를 포함한다.
피더 본체(2)(피더 하측 부품이라고도 함)는 액체 금속용 통로 개구(10)가 제공되는 제1 단부(8)를 갖는다. 또한, 피더 본체(2)는 제1 단부(8)에 대향하여 배치된 제2 단부(12)를 갖고, 피더 본체(2)의 제2 단부(12)는 개방된다. 바람직한 일 실시예에서, 본 발명에 따른 피더 삽입부의 피더 요소(4)는 피더 본체(2)의 개방된 제2 단부(12)에 배치되고 제2 단부를 닫는다.
본 실시예에서, 피더 본체(2)와 피더 요소(4)의 부분들은 서로 내부에서 신축식으로 변위될 수 있다. 서로 내부에서 신축 변위되는 동안, 피더 요소(4)의 부분들은 피더 본체(2) 내로 밀리고, 피더 본체와 피더 요소의 표면들은 서로 미끄러진다. 피더 본체(2)와 피더 요소(4) 자체는 일반적으로 변형 불가능하거나 압축 불가능한 구성이다.
피더 본체(2)와 피더 요소(4)의 변위를 통해, 피더 캐비티(6)는 최소 부피(VK)로 압축될 수 있으며, 피더 본체는 이 최소 부피(VK)의 적어도 40%의 비율을 정의한다.
도 1에 도시된 실시예에서, 피더 본체(2)는 질량(mK)을 갖고, 피더 요소(4)는 질량(mE)을 갖고, 피더 요소의 질량(mE)에 대한 피더 본체(2)의 질량(mK)의 비는 0.5 이상이다. 본 실시예에서, 질량(mE)에 대한 질량(mK)의 비는 2 이상이다.
(더 상세히 도시되지는 않은) 모델 판 또는 금형 모델 상의 피더 삽입부(1)의 정확한 위치결정을 보장하기 위해, 피더 삽입부(1)는 중심맞춤 핀(14)의 도움으로 수용되지만, 중심맞춤 핀은 피더 삽입부 자체의 일부가 아니다. 중심맞춤 핀(14)은, 금형 생산 동안 단지 피더 삽입부(1)의 위치를 결정하는 역할을 하고, 주조 금형의 적어도 하나의 금형 부품의 생산 후에 제거된다.
도 1에서 알 수 있듯이, 중심맞춤 핀(14)은, 중심맞춤 핀(14)의 중심맞춤 핀 팁(18)을 수용하도록 피더 본체(2) 상의 통로 개구(10) 및 피더 요소(4) 상의 오목부(16)에 대응한다.
도 2는 비압축 상태에 있는, 즉 피더 본체(2)와 피더 요소(4)의 서로에 대한 시작 위치에 있는 피더 삽입부(1)의 단면도를 도시한다. 도 2에서 알 수 있듯이, 피더 요소(4)의 부분들은 피더 본체(2) 내로 밀릴 수 있다. 피더 본체(2)는 제1 단부(8)로부터 제2 단부(12)로 연장되는 벽(20)을 갖는다.
일 실시예에서, 피더 캐비티(6)를 획정하는 내측면(22)에서, 벽(20)은 벽(20)의 내측면을 따라 밀릴 수 있는 피더 요소(4)를 위한 안내부를 형성하거나 정의한다. 안내부는 피더 본체(2)의 벽(20)의 내측면(22) 상에 있는 적어도 하나의 안내면(24)을 포함한다. 가능한 일 실시예에서는, 안내면(24) 대신 벽의 내측면 상에 배열되는 복수의 안내 부분이 제공될 수 있다.
피더 본체는 제1 단부(8)로부터 제2 단부(12)로 연장되는 길이방향 축(26)을 갖는다. 또한, 피더 본체는 길이방향 축(26)의 일부를 따라 길이방향 축(도 1)을 중심으로 실질적으로 회전 대칭 구성인 단면적(28)을 갖는다. 피더 삽입부(1)의 추가 실시예에서, 피더 본체는, 길이방향 축(26)을 따라 제1 단부(8) 방향으로 제2 단부(12)에서 시작하여, 내측면의 자유 단면적이 일정한 및/또는 감소하는 적어도 한 부분을 갖는다.
도 3은 피더 캐비티가 최소 부피(VK)로 압축되어 있는 최대 압축가능 상태의 피더 삽입부(1)를 도시한다. 피더 캐비티의 최소 부피(VK)의 피더 본체(2')의 비율은 피더 요소(4')의 하단부에 의해 정의되는 경계(29)에 의해 상한에서 정의된다.
피더 캐비티(6)의 부피 무게 중심(VS)은 피더 본체(2)에 의해 정의되는 최소 부피(VK)의 부피 비율 내에 놓인다. 피더 본체에 의해 정의되는 최소 부피(VK)의 비율은 0.75 이상의 구형도를 갖는다.
또한, 도 2 및 도 3은, 피더 요소(4)가 피더 본체(2)의 개방된 제2 단부(12) 상에 배치될 수 있고 제2 단부(12)를 닫을 수 있는 피더 캡으로서 구성되는 것을 예시한다. 피더 요소(4)는 피더 본체(2)의 벽(20)의 내측면(22)에 대응하는 접촉 부분(30)을 갖는다. 접촉 부분(30)은 피더 요소(4)의 부분들이 피더 본체(2) 내로 신축 변위되는 동안 피더 요소의 이동을 제동하도록 구성된다.
또한, 피더 요소(4)는 피더 본체의 개방된 제2 단부(12)를 넘어 반경방향으로 외측면으로 돌출하는 베어링 웹(32)을 갖는다. 도시된 실시예에서, 베어링 웹(32)은 피더 본체(2)의 제2 단부(12)에서 전체 원주를 따라 놓인다. 베어링 웹(32)은, 피더 요소(4)가 피더 본체(2) 내로 조기에 밀리는 것을 방지하기 위해 피더 본체(2)의 제2 단부(12)에서 피더 요소(4)를 제자리에 유지한다. 또한, 베어링 웹(32)은, 피더 요소(4) 상의 접촉 부분(30)과 피더 본체(2) 상의 벽(20)의 내측면(22) 사이의 영역을 밀봉하고, 그 결과 서로 미끄러지는 표면들 사이를 어떠한 금형 재료도 통과하지 않는다.
베어링 웹(32)은 피더 요소를 피더 본체(2) 내로 신축식으로 미는 동안 절단되도록 구성된다.
본 발명에 따른 피더 삽입부의 일 실시예에서, 피더 본체(2)의 벽(20)의 내측면에 대해 피더 요소(4)를 고정하기 위해 피더 요소(4)의 접촉 부분(30) 상에 하나 이상의 클램핑 부품이 제공된다. 피더 본체(2)의 길이방향 축(26)과 관련하여, 클램핑 부품 또는 부품들(34)은, 피더 요소(4)의 접촉 부분(30) 상에서 대략 반경방향으로 돌출하고, 따라서 피더 본체(2)의 벽(20)의 내측면에 대면한다.
피더 요소(4)는 피더 캐비티(6)를 획정하는 벽(38)의 내측면(36) 상에 복수의 재료 웹(40)을 갖는다. 도시된 실시예에서, 재료 웹(40)은 바람직하게 피더 본체(2)의 길이방향 축(26)에 대해 반경방향 및 축방향으로 연장된다. 피더 요소(4)의 벽(38)의 내측면 상에 배열된 복수의 재료 웹(40)은 길이방향 축(26) 주위에 균일하게 분산되어 배열된다.
본 발명의 일 실시예에서, 피더 삽입부(1)는 사용 중에 수평으로 이어지는 중심맞춤 축을 따라 위치하며, 피더 캐비티의 지배적 부피 비율은 중심맞춤 축 위에 위치한다. 이는 홀수의 재료 웹(40)을 갖는 피더 요소(4)에 의해 달성되며, 피더 요소(4)는 더 많은 재료 웹(38)이 중심맞춤 축의 위보다 아래에 배열되는 방식으로 중심맞춤 축에 대해 위치한다.
도 4는 본 발명에 따른 피더 삽입부(1')의 제2 실시예를 도시한다. 피더 삽입부(1')는 피더 본체(2') 및 피더 본체(2')와 상호작용하는 피더 요소(4')를 포함하며, 이들은 액체 금속을 수용하기 위한 피더 캐비티(6)를 획정한다.
피더 본체(2')(피더 하측 부품이라고도 함)는 액체 금속용 통로 개구(10)가 제공되는 제1 단부(8)를 갖는다. 또한, 피더 본체(2)는 제1 단부(8)에 대향하여 배치된 제2 단부(12)를 갖고, 피더 본체(2')의 제2 단부(12)는 개방된다. 도시된 실시예에서, 본 발명에 따른 피더 삽입부(1')의 피더 요소(4')는 피더 본체(2')의 개방된 제2 단부(12)에 배치되고 제2 단부를 닫는다.
본 실시예에서, 피더 본체(2')와 피더 요소(4')의 부분들은 서로 내부에서 신축식으로 변위될 수 있다. 서로 내부에서 신축식으로 변위되는 동안, 피더 요소(4')의 부분들은 외측면 상에서 피더 본체(2') 위로 밀리고, 피더 본체와 피어 요소의 면들은 서로 미끄러진다. 피더 본체(2')와 피더 요소(4') 자체는 일반적으로 변형 불가능하거나 압축 불가능한 구성이다.
피더 본체(2')와 피더 요소(4')의 변위를 통해, 피더 캐비티(6)는 최소 부피(VK)로 압축될 수 있으며, 피더 본체는 이러한 최소 부피(VK)의 적어도 40%의 비율을 정의한다. 도 4에 도시된 피더 본체(2')의 해당 실시예는, 바람직하게 질량(mK)을 갖고, 피더 요소(4')는 질량(mE)을 갖고, 피더 요소(4')의 질량(mE)에 대한 피더 본체(2')의 질량(mK)의 비는 0.5 이상이다.
(더 상세히 도시되지는 않은) 모델 판 또는 금형 모델 상의 피더 삽입부(1')의 위치결정을 보장하기 위해, 중심맞춤 핀이 마찬가지로 사용될 수 있다. 이어서, 중심맞춤 핀은 중심맞춤 핀의 중심맞춤 핀 팁을 수용하도록 피더 본체(2') 상의 통로 개구(10) 및 피더 요소(4') 상의 오목부(16)에 대응한다.
도 5는 비압축 상태, 즉 서로에 대하여 피더 본체(2')와 피더 요소(4')의 시작 위치에 있는 피더 삽입부(1')의 단면도를 도시한다. 도 2에서 명확히 알 수 있듯이, 피더 요소(4')의 부분들은 외측면 상에서 피더 본체(2') 위로 밀릴 수 있다.
외측면(22')을 통해, 피더 본체(2')의 벽(20)은 벽(20)의 외측면(22')을 따라 밀릴 수 있는 피더 요소(4')용 안내부를 형성한다. 안내부는 벽(20)의 외측면(22') 상에 적어도 하나의 안내면(24')을 포함한다.
도 6은 피더 캐비티(6)가 최소 부피(VK)로 압축되어 있는 최대 압축가능 상태의 피더 삽입부(1')를 도시한다. 피더 캐비티(6)의 최소 부피(VK)의 피더 본체(2')의 비율은 상부를 향해 개방된 제2 단부(12) 자체에 의해 결정된다. 피더 캐비티(6)의 부피 무게 중심(VS)은 피더 본체(2')에 의해 정의되는 최소 부피(VK)의 부피 비율 내에 있다. 피더 본체(2')에 의해 정의되는 최소 부피(VK)의 해당 비율은 바람직하게 0.75 이상의 구형도를 갖는다.
도 5 및 도 6에서 예시하는 바와 같이, 피더 본체(2')는 피더 요소(4')의 내측면에 대응하는 접촉 부분(30')을 추가로 갖는다. 접촉 부분(30')은, 피더 요소(4')의 부분들의 피더 본체(2) 위로의 신축 변위 동안 피더 요소의 이동을 제동하도록 구성된다.
본 발명에 따른 피더 삽입부(1')의 일 실시예에서, 피더 본체(2')의 벽(20)의 외측면(22')에 대해 피더 요소(4')를 고정하기 위한 하나 이상의 클램핑 부품(34')이 피더 본체(2')의 접촉 부분(30') 상에 제공된다. 피더 본체(2')의 길이방향 축(26)과 관련하여, 클램핑 부품 또는 부품들(34')은, 피더 요소(4')의 접촉 부분(30') 상에서 대략 반경방향 외측면으로 돌출하고 따라서 피더 요소(4')의 내측면에 대면한다.
피더 요소(4')는 피더 캐비티(6)를 획정하는 벽(38)의 내측면(36) 상에 복수의 재료 웹(40)을 갖는다. 도시된 실시예에서, 재료 웹(40)은 바람직하게 피더 본체(2')의 길이방향 축(26)에 대해 반경방향 및 축방향으로 연장된다. 피더 요소(4')의 벽(38)의 내측면 상에 배열된 복수의 재료 웹들(40)은 길이방향 축(26) 둘레에 균일하게 분산되어 배열된다.
본 발명의 일 실시예에서, 피더 요소(4')는, 길이방향 축(26)의 일부를 따라 하단부에서 시작하여 상단부 방향으로 원추형으로 테이퍼링되는 단면적을 갖는다.
동일하거나 유사한 구성요소들은 동일한 명칭으로 표기된다.
1, 1' 피더 삽입부
2, 2' 피더 본체
4, 4' 피더 요소
6 피더 캐비티
8 제1 단부
10 통로 개구
12 제2 단부
14 중심맞춤 핀
16 오목부
18 중심맞춤 핀 팁
20 벽
22 내측면
22' 외측면
24, 24' 안내면
26 길이방향 축
28 단면적
30, 30' 접촉 부분
32 베어링 웹
34, 34' 클램핑 부품
36 내측면
38 벽
40 재료 웹
VK 최소 부피, 피더 캐비티
VS 부피 무게 중심

Claims (26)

  1. 주조 금형에서 금속의 주조에 사용하기 위한 피더 삽입부(1, 1')로서,
    액체 금속을 수용하기 위한 피더 캐비티(6)를 획정하는, 피더 본체(2, 2') 및 상기 피더 본체(2, 2')와 상호작용하는 피더 요소(4, 4')를 포함하고,
    - 상기 피더 본체(2, 2')는 상기 액체 금속용 통로 개구(10)를 갖는 제1 단부(8), 및 상기 제1 단부(8)에 대향하여 배치되고 개방된 제2 단부(12)를 구비하고,
    - 상기 피더 요소(4, 4')는 이러한 상기 개방된 제2 단부(12)에 배치되고,
    상기 피더 본체(2, 2')와 상기 피더 요소(4, 4')의 부분들이 서로 내부에서 신축식으로 변위될 수 있고,
    그 결과, 상기 피더 캐비티(6)가 최소 부피(VK)로 압축될 수 있으며, 상기 피더 본체(2, 2')가 이러한 최소 부피(VK)의 적어도 40%의 비율을 정의하는, 피더 삽입부.
  2. 제1항에 있어서, 상기 피더 본체(2, 2')는 상기 최소 부피(VK)의 45% 이상, 바람직하게는 50% 이상, 특히 바람직하게는 60% 이상, 바람직하게는 70% 이상, 특히 바람직하게는 80% 이상의 비율을 정의하는, 피더 삽입부.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피더 본체(2, 2')는 질량(mK)을 갖고, 상기 피더 요소(4, 4')는 질량(mE)을 갖고, 상기 피더 요소(4, 4')의 질량(mE)에 대한 상기 피더 본체(2, 2')의 질량(mK)의 비는, 0.5 이상, 바람직하게는 0.85 이상, 특히 바람직하게는 1 이상, 특히 더 바람직하게는 2 이상, 바람직하게는 4 내지 5 이상, 특히 바람직하게는 5.75인, 피더 삽입부.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피더 본체(2, 2')에 의해 정의되는 상기 최소 부피(VK)의 비율은 0.75 이상, 바람직하게는 0.8 이상, 특히 바람직하게는 0.85 이상, 특히 더욱 바람직하게는 0.9 이상의 구형도(ø)를 갖는, 피더 삽입부.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    - i) 상기 피더 요소(4)의 부분들이 상기 피더 본체(2) 내로 밀릴 수 있고, 또는
    - ii) 상기 피더 본체(2')의 부분들이 상기 피더 요소(4') 내로 밀릴 수 있는, 피더 삽입부.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피더 캐비티(6)의 부피 무게 중심은, 피더 캐비티(6)가 상기 최소 부피(VK)로 압축될 때 상기 피더 본체(2, 2')에 의해 정의되는 부피 비율 내에 있는, 피더 삽입부.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 액체 금속을 수용하기 위한 피더 캐비티를 획정하는, 피더 본체(2) 및 상기 피더 본체(2)와 상호작용하는 피더 요소를 이용하여, 주조 금형에서 금속의 주조에 사용하기 위해,
    - 상기 피더 본체(2)는, 상기 액체 금속용 통로 개구(10)를 갖는 제1 단부(8) 및 상기 제1 단부에 대향하여 배치되고 개방된 제2 단부(12)를 구비하고,
    - 상기 피더 요소(4)는 이러한 개방된 제2 단부(12)에 배치되고,
    상기 피더 요소(4)의 부분들이 상기 피더 본체(4) 내로 밀릴 수 있고,
    그 결과, 상기 피더 캐비티(6)가 최소 부피(VK)로 압축될 수 있고, 상기 피더 본체(2)는 이 최소 부피(VK)의 적어도 40%의 비율을 정의하고,
    상기 피더 본체(2)는 질량(mK)을 갖고, 상기 피더 요소(4)는 질량(mE)을 갖고, 상기 피더 요소의 질량(mE)에 대한 상기 피더 본체의 질량(mK)의 비는, 0.5 이상이고,
    상기 피더 캐비티의 부피 무게 중심(VS)은, 상기 피더 캐비티가 상기 최소 부피(VK)로 압축될 때 상기 피더 본체(2)에 의해 정의되는 부피 비율 내에 있는, 피더 삽입부.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피더 본체(2, 2')는 상기 제1 단부(8)로부터 상기 제2 단부(12)로 연장되는 벽(20)을 갖고, 상기 벽(20)은, 상기 피더 캐비티(6)를 획정하는 내측면(22) 상에, 상기 내측면을 따라 상기 피더 본체(2) 내로 밀릴 수 있는 상기 피더 요소(4)를 위한 안내부를 형성하는, 피더 삽입부.
  9. 제8항에 있어서, 상기 안내부는 적어도 하나의 안내면(24) 또는 상기 벽(20)의 내측면 상에 배열된 복수의 안내 부분을 갖는, 피더 삽입부.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피더 본체(2, 2')는, 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 연장되는 길이방향 축(26), 및 적어도 상기 길이방향 축의 적어도 일부를 따라, 상기 길이방향 축을 중심으로 실질적으로 회전 대칭 구성인 내부 단면적(28)을 갖는, 피더 삽입부.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피더 본체(2, 2')는, 상기 제1 단부(8)의 방향으로 상기 제2 단부(12)로부터 시작하여, 크기가 일정하고/하거나 길이방향 축(26)의 적어도 한 부분을 따라 감소하는 내부 자유 단면적(28)을 갖는, 피더 삽입부.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피더 요소(4)는, 상기 피더 본체(2)의 상기 개방된 제2 단부 상에 배치될 수 있는 피더 캡으로서 구성되고, 상기 제2 단부를 덮는, 피더 삽입부.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피더 요소(4)는, 상기 피더 본체(4)의 벽(20)의 내측면(22)에 대응하며 상기 피더 본체 내로의 변위 동안 상기 피더 요소의 이동을 제동하도록 설계된 접촉 부분(30)을 갖는, 피더 삽입부.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피더 요소(4)는, 상기 피더 본체(2)의 길이방향 축(26)에 관하여, 상기 피더 본체(2)의 제2 단부(12)에 있는 개구를 통해 반경방향 외측면으로 돌출하고 바람직하게 이 단부에서 상기 개구의 전체 원주를 따라 상기 피더 본체(2)의 제2 단부 상에 놓이는 적어도 하나의 베어링 웹(32)을 갖는, 피더 삽입부.
  15. 제14항에 있어서, 상기 피더 요소(4)의 부분들이 상기 피더 본체(2) 내로 밀릴 수 있고, 상기 베어링 웹(32)은, 상기 피더 요소(4)가 상기 피더 본체(2) 내로 신축식으로 밀릴 때 절단되도록 설계된, 피더 삽입부.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피더 본체(2)의 벽(20)의 내측면(22)에 대면하는 상기 피더 요소(4)의 해당 접촉 부분(30)은, 상기 피더 본체(2)의 벽(20)의 내측면에 관하여 상기 피더 요소(4)를 고정하기 위한 적어도 하나의 클램핑 부품(34)을 갖는, 피더 삽입부.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피더 요소(4, 4')는, 상기 피더 캐비티(6)를 획정하는 벽(38)의 내측면(36) 상에, 바람직하게 상기 피더 본체(2, 2')의 길이방향 축(26)에 대하여 반경방향으로 그리고 축방향으로 연장되는 적어도 하나의 재료 웹(40)을 갖는, 피더 삽입부.
  18. 제17항에 있어서, 2개, 3개, 4개, 또는 그 이상의 재료 웹(40)이 상기 피더 요소(4, 4')의 내측면 벽(38) 상에 길이방향 축(26) 주위로 균일하게 분산되어 배열된, 피더 삽입부.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피더 요소(4, 4')는, 상기 피더 캐비티(6)에 대면하는 내측면 상에, 중심맞춤 핀 팁(centering pin tip; 18)을 수용하기 위한 오목부(16)를 갖는, 피더 삽입부.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피더 본체(2, 2') 및/또는 상기 피더 요소의 적어도 일부는 발열성 가열 질량을 포함하는, 피더 삽입부.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피더 삽입부(1, 1')는 약 0.5 cm 내지 9 cm, 바람직하게는 약 1.2 cm 내지 2.6 cm 범위의 모듈러스를 갖는, 피더 삽입부.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 수직으로 분리가능한 주조 금형에서 금속의 주조에 사용하기 위해,
    상기 피더 본체(2, 2')와 상기 피더 요소(4, 4')는 중심맞춤 축을 따라 위치될 수 있는 중심맞춤 핀(14)에 의한 위치결정을 위해 설계되고,
    상기 피더 캐비티(6)는, 상기 중심맞춤 축의 수평 배치의 경우에, 상기 피더 캐비티(6)의 지배적인 부피 비율이 상기 중심맞춤 축 위에 위치될 수 있는 방식으로 구성된, 피더 삽입부.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    (i) 상기 피더 요소(4, 4')는 발열성 피더 재료로 형성되거나, 또는 상기 피더 요소의 적어도 부분들이 발열성 피더 재료를 포함하고,
    및/또는
    상기 피더 본체(2, 2')는 발열성 피더 재료로 형성되거나, 또는 상기 피더 본체의 적어도 부분들이 발열성 피더 재료를 포함하고,
    또는
    (ii) 상기 피더 요소(4, 4')는 절연성 피더 재료로 형성되거나, 또는 상기 피더 요소의 적어도 부분들이 절연성 피더 재료를 포함하고,
    및/또는
    상기 피더 본체(2, 2')는 절연성 피더 재료로 형성되거나, 또는 상기 피더 본체의 적어도 부분들이 절연성 피더 재료를 포함하고,
    또는
    (iii) 상기 피더 본체(2, 2')는 발열성 피더 재료로 형성되거나, 또는 상기 피더 본체의 적어도 부분들이 발열성 피더 재료를 포함하고,
    및/또는
    상기 피더 요소(4, 4')는 발열성 피더 재료를 포함하지 않고 절연성 피더 재료로 형성되거나, 또는 상기 피더 요소의 적어도 부분들이 절연성 피더 재료를 포함하거나, 또는 금속, 플라스틱, 카드보드, 이의 혼합물, 및 이의 합성 재료로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 재료로 형성되거나 이러한 재료를 함유하고,
    또는
    (iv) 상기 피더 본체(2, 2')는 절연성 피더 재료로 형성되거나, 또는 상기 피더 본체의 적어도 부분들이 절연성 피더 재료를 포함하고,
    및/또는
    상기 피더 요소(4, 4')는 발열성 피더 재료로 형성되거나, 또는 상기 피더 요소의 적어도 부분들이 발열성 피더 재료를 포함하고, 또는 금속, 플라스틱, 카드보드, 이의 혼합물, 및 이의 합성 재료로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 재료로 형성되거나 이러한 재료를 함유하는, 피더 삽입부.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항의 피더 삽입부(1, 1')를 하나 이상 생산하기 위한 키트로서,
    - 피더 본체(2, 2') 또는 복수의 피더 본체(2, 2'), 및
    - 피더 본체(2, 2')와 피더 요소(4, 4')의 각각의 조립에 의해, 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 피더 삽입부(1, 1')가 생산될 수 있거나 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 복수의 상이한 피더 삽입부(1, 1')가 상이한 부피로 생산될 수 있는 방식으로, 상기 피더 본체 또는 피더 본체들(2, 2')에 대응하는 피더 요소(4, 4') 또는 복수의 피더 요소(4, 4')를 포함하는, 키트.
  25. 제24항에 있어서, 상기 피더 본체 또는 복수의 피더 본체(2, 2') 중 하나의 통로 개구(10)와 대응하고 바람직하게는 상기 피더 요소 또는 복수의 피더 요소(4, 4') 중 하나에 중심맞춤 핀 팁(18)을 수용하기 위한 오목부(16)와 대응하는 중심맞춤 핀(14)을 포함하는, 키트.
  26. 주조 작업 동안 주조 금형에 존재하는 금형 캐비티의 조밀한 공급을 위해 수직 금형 분리를 이용하는 주조 금형의 생산 동안 사용되는 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항의 피더 삽입부(1, 1')의 사용.
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