KR850000691B1

KR850000691B1 - 주조 셀 코어 등의 중공상 물품의 무열처리 제조방법

Info

Publication number: KR850000691B1
Application number: KR1019810001883A
Authority: KR
Inventors: 미켈슨 아나톨
Original assignee: 미켈슨 아나톨
Priority date: 1980-05-28
Filing date: 1981-05-28
Publication date: 1985-05-15
Also published as: CA1168018A; ATE13145T1; EP0040987B1; US4291740A; EP0040987A1; BR8103318A; KR830005929A; JPS5711751A; DE3170377D1

Abstract

내용 없음.

Description

주조 셀 코어 등의 중공상 물품의 무열처리 제조방법

제1도는 본 발명을 수행하기 위한 장치의 정면도.

제2도는 본 발명을 수행하기 위한 장치의 측면도.

제3도는 본 발명을 수행하기 위한 장치의 평면도.

제4도는 본 발명 방법의 제1기본 단계의 개략도.

제5도는 제2기본 단계의 개략도.

제6도는 제3기본 단계의 개략도.

제7도는 제4기본 단계의 개략도.

제8도는 제5기본 단계의 개략도.

제9도는 제6기본 단계의 개략도.

제10도는 제7기본 단계의 개략도.

제11도는 제8기본 단계의 개략도.

제12도는 제9기본 단계의 개략도.

제13도는 본 발명을 수행하기 위한 장치의 모든 작업 단계의 기간 및 그 순서를 나타내는 도표.

본 발명은 점결제를 도포시킨 입상의 광물질로부터 주조 셸 코어(foundry shell core)와 같은 중공상 물품을 무열처리로 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

미합중국 특허 제4,079,776호에는 모형 구멍을 정하는 모형을 갖고 있는 분리 가능한 -부분 모형 상자로 구성된 주형 물질 형성장치에 대해 기술되어 있다. 모형 상자 조립체의 상단부내의 매몰 구멍(investment aperture)은 모형공동과 연통된다. 모형상자 조립체는 지지 프레임상에 회전 가능하게 장착되고, 선택적으로 재료 수납위치와 물품 이동위치에 배치될 수 있다. 입상재료 공급장치는 모형 상자 조립체 위에 배치되고, 수직면에서 왕복운동하기에 적합하게 되어 있다. 입상재료 저장장치는 상기 재료 공급장치 위에 제공된다. 밀봉장치는 상기 입장재료 공급장치상에 피봇트식으로 장착되고 모형 상자 조립체의 매몰구멍상에 및 이로부터 떨어져서 선택적으로 배치될 수 있다. 이동장치는 물품 이동위치에서 상기 모형 상자 조립체를 분리시킬 때에 제조물품과 결합하도록 제공된다.

미합중국 특허 제4,079,776호의 장치는 고상 주조 코어를 무열처리로 제조하기에 적합하지만, 주형 재료를 절약하기 위하여 중공 주조 셸 코어를 제조하는 것이 바람직하다.

본 발명의 목적은 중공상 코어를 무열처리로 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

따라서 본 발명은 매몰구멍, 모형 공동을 형성하는 가스투과성 모형, 이 모형을 둘러싼 유동 공간 및 이 유동 공간과 연통된 가스 다기관 및 배기공을 갖고 있고 점결제를 도포시킨 입상의 광물질재료를 충전시키기 위한 모형 상자 조립체를 제공하는 단계, 매몰구멍을 통하여 모형 상자 조립체에 광물질재료를 조밀하게 충전시키는 단계, 매몰 구멍을 밀봉시키는 단계, 배기공을 약 1초동안 개방상태로 유지시키고 모형 상자 조립체내에 촉매가스를 주입시킴으로써 유동공간 및 가스 다기관의 외부로 공기를 일출(溢出)시키는 단계, 배기공을 폐쇄시킴으로써 광물질재료내로 촉매가스가 소정의 깊이로 침투되게 압압시켜서 모형 공동을 대기로부터 분리시키는 단계, 매몰 구멍의 밀봉을 해제시키고 유동 공간을 배기장치 쪽으로 개방시킴과 동시에 유동 공간내에 촉매가스를 주입시키는 것을 중지시키고 촉매작용을 받은 재료층의 경화를 개시시키는 단계, 매몰구멍으로부터 과도하게 경화된 재료를 트리밍(trimming)하는 단계, 모형 상자 조립체로부터 비경화재료를 방출시켜서 재료 공급장치로 반송시키는 단계 및 모형 상자 조립체를 개방시키고 제조된 중공상 물품을 이동시키는 단계로 이루어진 점결제를 도포시킨 입상의 광물질로부터 주조 셸 코어와 같은 중공상 물품을 무열처리로 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명의 방법은 셸 코어 성형기의 생산능률을 크게(3 내지 4배) 증가시키고 재료의 소비를 평균적으로 3배 정도 감소시키는데, 이는 다시 말하면 생산비를 경감시킨다는 것을 의미한다. 본 발명의 방법은 또한 직업 장소에서의 과도한 열과 증기를 제거시킴으로써 작업조건을 개선시켜 준다.

이하 첨부 도면에 따라 본 발명을 더욱 상술한다.

제1도에는 주조 셸 코어 및 기타 유사한 중공상 물품을 제조하기 위한 장치의 양호한 예가 도시되어있다.

공급 호퍼(12)는 통상의 혼합장치(도시되지 않았음)에 의해 점결제를 도포시킨 모래와 같은 입상재료(도시되지 않았음)로 충전된다. 기계식 승강기(14)는 비경화 모래를 수납 호퍼(16)으로부터 공급 호퍼(12)로 반송하여 줌으로써 비경화 모래를 재사용할 수 있게 한다. 모래는 장시간 동안 기름에 노출되어서는 안되는 용매를 포함하는 수저로 도포되어 있기 때문에, 승강기(14)는 무공기식으로 되어 있다(기류에 노출되어서는 안되는 이유는, 그러한 노출로 인하여 수지의 용매 함유량을 저하시키게 되어 수지의 점결성에 악영향을 주기 때문이다).

공급 호퍼(12)는 피봇트식으로 장착된 판(18)에 의해 지지된다. 판(18)은 예를 들면 판(도시되지 않았음)과 같은 종래의 수단에 의하여, 그 피봇트 축(20) 주위에서 돌발적으로 회전되지 않도록 유지된다. 판(18)은 후술하는 공정 동안에 정지된 채로 유지되지만, 모형 상자를 교체할 때의 장치의 비가동시간을 단축시키도록 판(18)을 피봇트식으로 장착하는 것이 바람직하다.

후술하게 될 모형 상자(32)는 공급 호퍼(12) 아래에 적합하게 배치되어 판(18)의 하방에 배치되기 때문에 모형 상자를 교환하기 위한 종래의 기술은 이동시킬 모형 상자를 작업장의 바닥면으로부터 접근시켜 이를 로우프나 체인으로 묶은 다음에 모형 상자를 올려 놓은 받침대 조립체를 포오크 리프트 트럭으로 들어 올리게 되어 있다. 물론, 새로운 모형 상자를 설치하는 것은 이러한 절차를 역으로 행하면 된다. 비록 대개의 공장에서는 천장 기중기(overhead crane)를 가지고 있지만, 종래의 호퍼 장착으로 모형 상자를 높은 위치에서 이동시켜서 설치하게 되면 작업 시간이 대단히 소비되고, 그렇지 않을 경우에는 그나마도 전혀 불가능하다. 판(18)을 피봇트식으로 장착하게 되면, 모형 상자(32)에 후크 장치(34)를 갖출 수 있게 되어 판(18)이 제 위치 밖으로 선회될 때 모형 상자를 이동시키는 데에 천장 기증기가 매우 쉽게 사용될 수 있다.

판(18)은 또한 수압식 또는 압축 공기식 실린더장치(36)을 지지하고 있다. 실린더(36)의 기능 및 공급 호퍼(12)의 기능은 피봇트식으로 장착된 제2판(38)(이하 저부판이라 한다)을 참조함으로써 명확하게 이해되는데, 이 판은 제1판(18)(이하 상부판이라 한다) 아래에 배치되고, 샤프트(28)에 의해 형성된 동일 축(20)주위에서 피봇트된다. 저부판(38)에는 송풍(blow) 헤드장치(44)와 절단 또는 트리밍 장치(46)의 상부 및 저부를 각각 보유하기 위한 상부 아암(40) 및 저부 아암(42)가 일체로 형성되어 있다. 통상적으로 고정되어 있는 상부판(18)과는 달리 저부판(38)은 후술되는 바와 같이 본 발명에 의한 방법의 모든 공정 기간동안 그 선회축(20) 주위에서 이동된다. 저부판(38)은 모형 상자를 실린더 장치(48)로부터 분리시켜서 교환시킬 때 한쪽 측면으로 쉽게 선회할 수 있다.

제1도 및 제3도에서 상부판(18)과 저부판(38)의 상대적인 배치관계를 볼 수 있다. 선회축(20)은 이 2개의 판에 대하여 공통인 것으로 도시되어 있다.

가장 중요한 것은 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 저부판(38)이 실린더 장치(48)(제3도 참조)에 의해 피봇트식으로 이동될 때에, 송풍 헤드 (44)의 종축(45)가 공급 호퍼(12)의 종축과 축방향으로 배열될 수 있다는 것이다. 공급 호퍼(12)와 송풍 헤드(44)가 이와 같이 배열됨으로써 공급 호퍼(12)로부터 미리 혼합되어 점결제가 도포된 입상재료로 송풍헤드(44)가 충전될 수 있게 된다. 다음에 실린더 장치(48)을 다시 작동시킴으로써, 송풍 헤드(44)의 종축(45)가 공급 호퍼(12)와 마찬가지로 상부판(18)에 의해 보유되는 있는 수압 실린더(36)의 종축과 축방향으로 배열될 때까지 저부판(38)이 선회된다.

여기서 저부판에 보유된 송풍 헤드(44) 및 트리밍 장치(46)은 모두 2개의 스프링(50)에 에해서 최소한 부분적으로나마 둘러 싸이게 배치된다는 사실을 알 수 있는데, 이들 스프링은 각각 저부판에 보유된 상기 양부재(44) 및 (46)을 상방향으로, 족 상부판 쪽으로 압압시킨다. 이러한 상향 압압은 대부분의 시간보다 송풍헤드(44) 및 트리밍 장치(46)을 후술되는 모형 상자 조립체로부터 멀리 유지시키는 작용을 한다.

송풍헤드(44)가 상부판(18)에 의해 보유된 수압 실린더(36)과 축방향으로 또는 동심으로 배열되도록 저부판(38)이 실린더 장치(48)에 의해 축(20) 주위에서 선회되면, 수압 실린더(36)의 작용에 의해 스프링(50)이 압축되어, 송풍 헤드(44)가 하향으로 이동하게 된다. 송풍헤드(44)의 하향 이동은 송풍헤드(44)가 제1도 및 제4도에 명확히 도시되어 있는 바와 같이, 모형 상자(32)내에 형성되어 있는 매몰구멍(52)과 밀착될 때까지 계속된다. 컵(35) 내에 주입된 압축 공기는 재료가 송풍헤드(44)로부터 모형상자(32)의 내부 공동(54)내로 유일되게 한다. 마찬가지로, 수압 실린더(36)도 트리밍 장치(46)에 관련된 스프링(50)을 압압시킴으로써 트리밍 장치(46)이 매몰구멍(52)내로 하향 이동되게 하는데, 이러한 이동은 후술하는 바와 같이 공정중에 필요할 때에 행해진다. 송풍 헤드장치(44)에는 입상재료의 입자가 장치 주위의 작업공간으로 누출되는 것을 방지하는 밀봉 가스켓(gasket)이 마련되어 있다.

이상에서 설명한 본 발명을 수행하기 위한 장치의 작용을 요약하면, 송풍 헤드(44)는 충전을 하기 위하여 공급 호퍼(12)와 정합하도록 이동될 수 있고 방출을 하기 위하여 수압 실린더(36)과 정합하도록 이동될 수 있다. 트리밍 장치(46)도 수압 실린더(36)과 정합하도록 이동될 수 있다. 또한 송풍 헤드(44)나 트리밍 장치(46) 중 어느 하나가 상향 배치되고 통상적으로 고정되어 있는 수압 실린더(36)과 정합될 때, 송풍 헤드(44)나 트리밍 장치(46)은 모형 상자(32)내에 형성된 매몰 구멍(52)와 정합하게 된다. 따라서 송풍 헤드(44) 및 트리밍 장치(46)은 모두 적당한 때에 수압 실린더(36)에 의해서 매몰 구멍(52)와 정합되도록 하향 이동될 수 있다.

본 발명을 수행하기 위한 장치는 또한 이 장치를 전체적으로 지지하고 있는 프레임 요소(56)과 모형 상자(32)의 각각의 절반부를 서로에 대해서 및 장치의 다른 부품에 대해서 정확하게 배향시키는 작용을 하는 케이지 조립체(58)을 포함한다. 제1도에는 모형 상자(32)의 내부 공동(54)가 송풍판(59)를 통하여 송풍 헤드(44)로부터 압입되는 입상 재료로 충전될 때의 장치의 위치가 도시되어 있다.

모형 상자(32)는 분할면(60)에 의해 분리된 2개의 절반부(32A) 및 (32B)로 분합된다. 모형 상자(32)의 좌측 절반부(32A)는 항상 고정되어 있다. 모형 상자(32)의 다른쪽 절반부(32B)는 수압 구동장치(62)의 작용에 따라서 직선 이동한다. 로드(64)는 모형 상자 절반부(32A), (32B)의 횡방향 배열을 정밀하게 유지시키는 작용을 하며, 전체적으로는 선회식 케이지 조립체(58)의 일부를 형성한다.

모형 상자(32)는 가스 불투과성 외벽(66)과 가스투과성 모형(68)을 갖는데, 이들 사이에는 유동공간(70)이 형성된다.

모형 상자의 외벽(66)은 판금으로 제조되는 것이 적합하나, 모형의 절반부(68)은 전체적으로 소결 분말금속과 같은 가스투과성 재료로 만들어지거나, 투과성재료의 격자형으로 엇갈려 배열된 삽입물을 가진 고체재료로부터 만들어질 수 있다. 나중의 예가 처음의 예보다 비용이 저렴하고 제조하기 쉬우며, 엇갈려 배열된 투과성 삽입물 사이의 간격이 삽입물 직경보다 약간 작을 경우에는 우수한 결과를 얻을 수 있다.

본 발명의 방법에서 사용되는 점결제 도포 입상재료는 매몰 구멍(52)를 통하여 모형의 공동(54)내에 조밀하게 충전되는데, 이 매몰 구멍은 가스 불투과성 슬리이브(53)을 통하여 모형 공동(54)와 유체를 연통시키도록 되어 있다. 모형 상자의 각각의 절반부는 반원형의 개구부를 갖는 것이 적합한데, 이 개구부에는 가스불투과성 슬리이브(53)의 절반부가 부착되어 있어서, 모형 상자 절반부(32A) 및 (32B)가 제1도 및 제4도에 도시된 바와 같이 나란히 배치될 때에 매몰 구멍(52)가 형성된다.

외벽(66)에는 유동공간(70)내로 개방된 한 쌍의 축공(65), (67)(제4도)이 있다. 상부 측공(65)는 다기관 밸브장치(61)과 유체 연통된다. 밸브장치(61)은 한 위치에서 측공을 간단히 폐쇄시키지만, 다른 위치(71)에서는 유동공간(70)을 배기 송풍기 및 강력 수세장치(도시되지 않았음)와 유체 연통시키며 제3위치(72)에서는 강력 수세장치 또는 매기와 연통시킨다. 다른 측공(67)도 역시 3개의 위치를 가진 다기관 밸브장치(63)과 연통되는데, 이 밸브장치는 일정 위치에서는 폐쇄되고, 다른 위치(73)에서는 유동공간(70)을 압축 공기공급원과 유체 연통시키며, 제3위치(74)에서는 촉매가스 공급원과 연통시킨다.

간격 부재(69, 제5도)는 모형(68)의 각각의 절반부를 최소한 부분적으로나마 지지하는 작용을 하며, 발취(ejection) 핀(78)이 공정이 원료될 때 성형된 중공상 물품을 모형 상자(32)로부터 발취시키는 작용을 한다. 본 발명을 수행하기 위한 장치에 의해서 제조된 중공상 물품은 다음의 방식으로 모형(68)로부터 발취된다. 모형 상자는 상이한 2단계로 개방된다. 이동식 모형 상자 절반부(32B)는 최소한 성형된 중공상 물품의 폭의 절반(1/2)보다 약간 더 큰 간격으로 고정식 모형 상자 절반부(32A)로부터 분리된다. 이러한 작업의 개시 시에, 발취핀(78)은 스프링(79, 제1도)의 압압하에 공정식 모형 상자 절반부(32A)로부터 물품을 발취시키게 된다. 모형 상자 절반부(32B)의 제1단계 이동이 완료되면, 미합중국 특허 제4,232,726호에 기술된 이동장치(82)의 로드(75, 제3도)가 매몰구멍(52)를 통하여 중공상 물품내에 삽입되어 제2단계의 개방작업을 행한다. 이동식 절반부(32B)를 전술한 이동단계에서와 같은 간격으로 고정식 절반부(32A)로부터 재차 이동시키는데, 이 제2단계 이동의 개시시에 중공상 물품을 발취핀(78)에 의해서 이동식 절반부(32B)로부터 발취시키는 조작이 뒤따른다. 이것은 중공상 물품을 이동장치의 로드(75)상에 보유된 채로 남게 하는데, 이동장치의 로드는 성형된 물품을 컨배이어 벨트장치(76)쪽으로 운반시켜 줌으로써 본 발명의 장치가 그 작업공정을 자동적으로 재반복할 수 있게 한다.

모형 상자(32)는 제1도 및 제2도에 명확히 도시된 바와 같이, 회전축(77) 주위에서 3개의 위치 중의 한 위치에 있다고 가정하겠다. 제1 또는 수직위치가 제1도 및 제2도에 도시되어 있는데, 이를 이제부터 "충전위치"라고 부르기도 한다. 모형 상자(32)에 대해서 가정할 수 있는 제2위치는 회전축(77) 주위에서 모형상자(32)를 180°회전시켜 줌으로써 얻어지는데, 이를 이제부터 "방출위치"라고 부르기로 한다. 제3위치는 제1 및 제2위치 사이의 중간에 위치하는데, 이를 이제부터 "이동위치"라고 부르기로 한다. 모형 상자(32)를 그 축(77) 주위에서 회전시키기에 양호한 장치는 랙(reck) 및 피니언 조(84)에 의해 케이지 조립체(58)의 샤프트(83)에 상호 연결된 수압식 회전작동기 또는 수압 실린더(108)로 구성된다. 랙 및 피니언 조(84)를 가진 실린더(108)은 제1도에 명확히 도시되어 있다.

모형 상자(32)가 이동 위치에 있을 때 상방으로 향하는 모형 상자(32)의 벽상에 제2도에 도시되고 전술된 바와 같은 후크 장치(34)가 마련되면, 모형 상자(32)는 이동 위치에 있을 때 전술한 바와 같은 천장 기중기를 사용함으로써 교환될 수 있다.

본 발명을 수행하기 위한 장치의 전술한 동작들은 모두 제1도에 도시된 제어 판넬장치(92)를 통해서 제어된다.

본 발명의 방법을 수행하는 장치에 의해서 행해지는 특수한 기계 작업은 24단계로 세분될 수 있다. 제13도는 다수의 작업이 동시에 행해지고 실제 공정은 단지 약 30초 걸린다는 것을 도시한 것이다.

제1 및 제2기계 작업단계는 우선 선행공정 완료시의 모형 상자의 위치를 고찰함으로써 명확히 알 수 있다. 공정의 완료시에 모형 상자 절반부는 성형된 중공상 물품의 폭보다 최소한 약간 더 큰 간격으로 분리된다. 또한 모형 상자(32)는 이동 위치에 배치되고, 저부측공(67)은 폐쇄되며, 상부측공(65)는 배기되도록(즉, 배기 송풍기 없이 정화기를 통하여 대기중으로 배기되도록) 개방된다. 이 위치에서 기계공정을 중지시키는 것이 매우 바람직한데, 그 이유는 약 4-5공정 주기마다 1회식 모형을 청소하고 모형으로부터 제조된 물품을 분리시키는 것을 돕는 액체 화학제인 이른바 탈형제를 작업 표면상에 분무시켜 주기 위하여 연속 자동공정을 중단시켜야 하기 때문이다. 전술한 기계 위치에서 공정을 중지시킴으로써(모형 상자를 개방시킬 때에만 행할 수 있는) 모형의 청소 및 탈형제의 분무를 행하기 위해서 특정한 기계를 정지시킬 필요가 없게 된다. 그러나 공정이 다른 위치에서 중지된다면 청소 및 분무를 위해서 특정한 기계 정지 및 특정한 모형상자 개방작업이 필요한데, 이는 작업시간을 낭비시킬 뿐만 아니라 복잡한 기계조작을 요한다.

따라서 제1 및 제2 기계 작업단계는 모형 상자(32)를 견고하게 재폐쇄시킴과 동시에 모형 상자 조립체(58)을 역시계 방향으로 대략 90°회전시킨다. 제4도에는 제1 및 제2기계 작업단계가 완료되었을 때의 모형 상자(32)가 도시되어 있다. 이들 작업단계는 동시에 행해지는 것이 양호하며, 기계 작업공정은 2초만 소비한다.

모형 상자(32)는 이 때 매몰 구멍(52)를 통하여 모형 공동(54)내에 점결제 도포 입상광물질 충전물을 수납하기에 정확한 위치에 있게 된다. 송풍 헤드 장치(44)는 우선 공급 호퍼(12)에 의해 공급되는 집결제 도포입상광물질로 충전되어야 한다. 이것은 재료가 작은 개구부(3인치 이하)를 통하여 흐르도록 호퍼를 진동시킴으로써, 또는 큰 방출 개구부(3인치 이상)를 가진 호퍼의 저부에 있는 탕구(게이트)를 개방시킴으로써 행해진다. 제3작업단계로 표시된 송풍 헤드(44)의 충전은 제13도에 도시된 바와 같이 특정한 시간을 요하지 않는데, 그 이유는 다른 작업단계와 동시에 행해지기 때문이다.

송풍 헤드장치(44)는 점결제 도포 입상광물질 충전물을 수납한 후에 공급 호퍼(12)와의 정렬로부터 벗어나서 판(38)을 우측으로 선회시키는 실린더(48)에 의해서 매몰구멍(52)와 정렬된다. 이것이 제13도에 도시된 제4작업단계이다.

다음에 공기 실린더(36)이 작동되어 송풍 헤드장치를 하향으로 압압시켜서 매몰구멍(52)를 통하여 모형공동(54)를 충전시키도록 밀착되게 한다. 송풍 헤드장치(44)가 수직방향으로 재배치하는 것은 제5기계작업단계에 포함된다.

모형 상자(32)의 최초 위치에서 밸브(61)은 모형 공동을 배기장치와 연결시킴으로써 송풍 공기 및 모형공동(54)내에 있는 공기가 충전 작업단계 개시시에 빠져나가게 한다. 상세하게 말하자면 모형 공동(54)를 점결제 도포 입상재료로 충전시키게 되면 공동(54)내의 공기가 투과성 벽(68)을 통하여 유동공간(70)내로 가게 된다. 상부측공(65)를 배기되도록 개방시킴으로써 이러한 공기는 유동공간(70)으로부터 빠져나가게 되어 유해배압을 방지시킨다. 충전시키는 단계, 다른 말로 말해서 주입시키는 단계는 약 3초 동안에 행해진다.

압축 공기력에 의해 입상광물질을 송풍시키면 견고한 제품을 얻기에 필요한 재료 밀도가 생기게 된다. 따라서 송풍 헤드장치(44)는 모형 공동(54)를 점결제 도포 입상광물질로 충전시킬 뿐만 아니라, 그 내부에서 재료의 밀도를 높여 준다.

제8기계 작업단계는 송풍 헤드장치(44)를 공기 실린더(36)의 해제 작용에 의해서 매몰 구멍(52)로부터 멀리 이동시키는 것이다. 따라서 전술한 압압수단(50)은 송풍 헤드장치(44)를 매몰구멍(52)로부터 수직방향으로 이동되게 압압시킨다. 이와 같이 송풍 헤드장치(44)를 매몰구멍(52)로부터 분리시키는 것은 1초 이내에 행해진다.

이에 바로 뒤따르는 제9기계 작업단계는 밀봉장치(96)을 매몰 구멍(52)와 일렬로 정렬되게 이동시키는 것이다. 밀봉장치(96)은 피봇트 핀(100)에 의해 송풍 헤드에 부착되어 있으며 공기 실린더(102)에 연결되어 있다. 이 밀봉장치의 저면상에는 탄성 밀봉요소(104)가 보유된다. 제9작업 단계에서는 밀봉장치(96)이 제2도에 도시된 "어긋난" 위치로부터 공기 실린더(102)의 작용에 의해서 매몰 구멍(52) 바로 상부의 위치로 선회된다.

다음에 제10작업단계에서는 공기 실린더(36)이 송풍 헤드(44)를 압압시킴으로써 그 아래에 위치한 밀봉요소를 모형 상자(32)의 상부 표면 쪽으로 압압시켜서 매몰구멍(52)를 단단하게 밀봉시킨다. 이러한 견고한 밀봉은 약 1초 이내에 달성되며 후술할 다음의 2개 기본단계 동안 지속된다.

제11기계 작업단계는 유동공간(70)내에 촉매가스를 주입시키는 것이다.

유동공간(70)내에 가스를 주입시키기 시작할 때에, 밸브(61)은 제7도에 도시된 바와 같이 측공(65)가 배기공(72)와 연통되는 위치에 유지된다. 따라서 가스라인(74)를 통해서 유동공간내로 20-40psi 압력하에 주입되는 촉매가스는 공기를 다기관 및 유동공간(70) 밖으로 일출(교환)시켜서 대기중으로 배기시킨다. 이 제11작업 단계에서는 주입되는 촉매가스의 유해한 희석효과를 방지시킨다. 이러한 희석효과는 가스를 무력하게 하여, 후술되는 바와 같은 후속되는 중요 기본 공정단계를 수행하지 못하게 한다. 이 작업단계의 일출기간은 제13도에서 영문자 "F"로 표시되어 있다.

제8도에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명 제조방법의 다음 단계는 밸브(61)이 측공(65)를 폐쇄시켜서, 촉매가스의 주입이 시작된 후에 유동공간(70)을 배기공으로부터 대략 1초 동안 분리시킬 때에 시작된다. 이때 배기공(72)가 폐쇄되어 있는 동안에 유동공간내로 압축공기를 계속하여 주입시키면, 가스가 저항이 낮은 지역으로, 즉 투과성 모형의 세공(細孔)과 입상재료 사이의 공간내로 그 유동방향을 바꾸게 된다. 상기 공간은 물론 촉매가스의 압력보다는 낮은 대기압의 공기로 채워져 있다.

모형을 둘러싸고 있는 가스는 가스 압력과 공기 압력이 같아질 때까지 내부의 공기를 압압한다. 이러한 공정단계는 제8도에 도시되어 있다. 모형 공동(54) 내부의 입상재료의 가스 처리는 제13도에 도시되어 있는 바와 같이 3-4초간 지속되는데, 이 기간동안 점결제가 중합되기 시작되어 후속하는(제15) 작업단계(경화단계)로서 계속된다. 이 경화단계는 밸브(63)을 대응하게 배치시켜서 측공(67)을 폐쇄시킴으로써 가스처리가 끝난 후에 약10초간 계속된다. 측공(67)을 폐쇄시킴과 동시에, 제12작업단계와 제13작업단계가 동시에 행해진다. 밀봉장치(96)은 실린더(36)의 해제 작용에 의해서 모형 상자(32)로부터 상승되고, 실린더(102)는 밀봉요소(104)를 옆으로 선회시켜서 제2도에 도시된 원래의 위치로 복귀시킨다. 제12작업단계와 동시에 제14기계작업단계가 시작된다. 이 작업단계 동안에, 잔류가스는 모형 공동(54)내의 재료 밖으로 배기되어 유동공간(70) 밖으로 배기된다. 이 작업단계는 측공(65)와 배기라인(71)이 연통되도록 밸브(61)을 배치시킴으로써 시작된다. 이것은 제9도에 화살표로 표시된 바와 같이 신선한 공기를 매몰구멍(52), 공동(54)내의 재료, 투과성 모형(68), 유동공간(70), 정화장치 및 배기 송풍기(도시되지 않았음)를 통과시킨 다음에 대기중으로 유출시킨다.

재료, 압력 및 온도는 여러 가지로 변경될 수 있기 때문에 매몰 구멍(52)의 최저부에 인접한 소량의 점결제 도포 입상 광물질이 촉매가스에 의해 경화되는 일이 종종 생길 수도 있는데, 이는 경화된 외부층 밖으로 경화되지 않은 재료를 방출시키는데 방해가 된다.

따라서, (제13도에 도시된 바와 같은) 경화기간 동안에, 트리밍 헤드(46)이 매몰 구멍의 내부 및(또는) 그 아래에 존재 가능한 불필요한 경화된 입상광물질을 트리밍하도록 사용되어야 한다. 트리밍을 하기 위해서는 저부판(38)이 트리밍 헤드(46)과 매몰 구멍(52)의 정렬 위치까지 실린더(48)에 의해 이동된다. 이 작업단계는 제13도에서 제16작업단계로 표시되어 있다. 이 단계가 완료되면, 제17작업단계가 행해진다. 즉 칼(106)이 트리밍 헤드(46) 내부에 배치된 작동기(도시되지 않았음)에 의해 회전되고, 실린더(36)은 트리밍 헤드를 스프링(50)에 대항하여 압하시켜서 칼(106)이 매몰 구멍 내부로 이동되게 한다. 따라서 경화된 셀 외부로의 경화되지 않은 재료의 자유통로가 얻어진다. 트리밍 작업단계는 제10도에 도시되어 있다. 트리밍 작업이 완료되면, 실린더(36)의 작용이 해제되어 스프링(50)에 의해 트리밍 헤드가 상승되고, 제18작업단계가 행해진다. 이 단계에서 케이지 조립체(58)이 제11도에 도시된 바와 같은 방출위치로 실린더(108)에 의해 180°회전된다. 이 작업단계는 제13도에 제18작업단계로서 도시되어 있다. 경화된 셸(109) 외부로 경화되지 않은 재료의 방출을 촉진시키기 위해서, 제18작업단계 다음에는 측공(67)을 압축공기 공급라인(73) 방향으로 개방시키도록 밸브(63)의 위치를 조정하는 단계가 즉시 수행됨으로써, 압력하에 공기가 투과성 모형(68)을 통하여 유입되게 하여 자유롭게 흩어진 재료 입자를 압력이 낮은 곳, 즉 대기 중으로 개방되어 있는 매몰 구멍방향으로 밀어내게 한다. 이 작업단계는 제13도에 제19작업단계로서 도시되어 있다. 제20작업단계는 매몰 구멍이 케이지 축(80) 및 이동용 로드(75)와 함께 한 수평면에 있게 될때, 케이지 조립체(58)을 이동 위치로 회전시키는 것이다. 이 때까지 제15작업단계는 후속한 모든 작업단계와 병행하여 계속되며, 경화된 셸(109)는 전혀 취급 또는 접촉되지 않는데, 그 이유는 이 셸의 강도가 아직 필요한 정도까지 도달되지 못했기 때문이다. 그러나 경화가 시작되고 12-14초가 경과되면, 중합된 점결제는 기계적인 취급에 견디기에 충분한 강도를 갖게 되므로 제21작업단계가 시작된다.

이 작업단계는 이동 가능한 모형 상자 절반부(32B)를 성형된 중공상 물품(109)의 폭 칫수의 절반(1/2)보다 최소한 약간 더 큰 간격으로 개방시키는 것을 포함한다. 모형 상자 절반부(32B)가 다른쪽 절반부(32A)로부터 떨어져서 이동되기 시작하면, 발취판(111)은 상자 절반부(32B)에 의해 더 이상 압압되지 않으며 스프링(79)는 팽창되고 그 힘에 의하여 발취핀(78)은 제품(109)를 상자 절반부(32A) 밖으로 발취시키게 되어 제품은 이동 가능한 상장 절반부(32B)에 의해서만 보유된다. 제21작업단계가 완료된 후에, 매몰 구멍(52)의 중심선은 이동용 로드(75)의 종축과 일치된다.

이동용 로드(75)를 매몰구멍(52)를 통하여 중공상 물품(109)의 비교적 좁은 목에 끼우면 제22 기계작업단계가 달성된다.

이렇게 물품(109)를 이동용 로드(75)에 지지할 수 있게 결합시키면, 모형 상자(32)의 이동 가능한 절반부(32B)가 다른 절반부 행정만큼 개방되는데, 이러한 제2절반부 행정은 제23기계 작업단계이며 제12도에 도시된 기본 방법의 9번째의 최종단계이다. 이동 가능한 절반부(32B)의 이러한 제2 이동은 또한 중공상 물품(109)의 폭 칫수의 절반(1/2)보다 최소한 약간 더 크게 된다. 발취판(112)는 로드(114)상에서 슬라이드될 수 있으며 수평면에서 측정한 이 로드들 사이의 거리는 모형의 폭보다 더 크기 때문에, 로드(114)는 모형(68)과 접촉되는 일이 없이 유동공간(70)내로 돌출될 수 있다.

이동 가능한 모형 상자 절반부(32B)의 제2이동이 바로 시작할 때에, 로드(114)는 판(115)와 접촉되는데 이것은 발취판(112)가 스프링(120)의 압압력하에 모형(68)쪽으로 이동되게 하여 발취핀(78)이 제품(109)를 모형 상자 절반부(32B)의 밖으로 발취시키게 한다. 다음에, 발취판은 기계적인 정지구(도시되지 않았음)에 의해 정지되고, 모형 상자 절반부(32B)가 계속하여 이동되는 동안에 로드(114)는 발취판(112)에 대하여 슬라이드되고 스프링(118)을 압압시킨다. 이것은 제12도에 도시된 바와 같은 제9기본작업단계를 완결시킨다.

이 때 제품(109)는 오직 이동용 로드(75)상에서만 지지되는데, 제품(109)를 적당한 수집장소(예를 들면, 컨베이어 밸드(76))로 이동시키기 위해서 이 로드를 후퇴시키면, 제13도에 도시된 마지막 제24작업단계를 마치게 되어 공정을 완료시킨 것이 되며, 본 발명의 장치는 즉시 새로운 작업공정을 시작하게 된다. 제13도의 도표는 전 공정시간이 약 30초간 계속된 것으로 나타내고 있는데, 이는 평균적으로 기존의 열처리 방법에 비하여 4배 이상 생산적인 것이다. 전술한 바와 같이 전 공정은 완전히 기계화되어 있기 때문에, 언제든지 임의로 제조공정을 완전히 자동화시킬 수 있다.

Claims

점결제를 도포시킨 입상의 광물질로부터 주조 셸 코어와 같은 중공상 물품을 무열처리로 제조하기 위한 방법에 있어서 매몰 구멍(52), 모형 공동(54)를 형성하는 가스 투과성 모형(68), 이 모형(68)을 둘러싼 유동공간(70), 및 이 유동공간(70)과 연통하는 배기공(72)와 가스 다기관(74)를 갖고 있고 점결제를 도포시킨 입상의 광물질재료를 충전시키기 위한 모형 상자 조립체(32)를 제공하는 단계, 매몰구멍(52)를 통하여 모형상자 조립체(32)내에 광물질재료를 조밀하게 충전시키는 단계, 매몰구멍(52)를 밀봉시키는 단계, 배기공(72)를 약 1초동안 개방상태로 유지시키고 모형 상자 조립체(32)내에 촉매가스를 주입시킴으로써 유동공간(70) 및 가스 다기관(74)의 외부로 공기를 일출시키는 단계, 배기공(72)를 폐쇄시킴으로써 광물질재료내로 촉매가스가 소정의 깊이로 침투되게 압입시켜서 모형 공동(54)를 대기로부터 분리시키는 단계, 매몰구멍(52)의 밀봉을 해제시키고 유동공간을 배기장치 쪽으로 개방시킴과 동시에 유동공간(70)내에 촉매가스를 주입시키는 것을 중지시키고 촉매작용을 받은 재료층의 경화를 개시시키는 단계, 매몰 구멍으로부터 과도하게 경화된 재료를 트리밍시키는 단계, 모형 상자 조립체(32)로부터 비경화재료를 방출시켜서 재료 공급장치로 반송시키는 단계 및 모형 상자 조립체를 개방시키고 제조된 중공상 물품을 이동시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 주조 셸 코어 등의 중공상 물품의 무열처리 제조방법.